Хосе А. Егеа1*, Мануел Каро2, Хесус Гарсия-Брантън2, Хесус Гамбин 3, Хосе Егеа 1 и Дейвид Руис 1*
- 1Fruit Breeding Group, Отдел за растениевъдство, CEBAS-CSIC, Мурсия, Испания
- 2Murcia Institute of Agri-Food Research and Development, Мурсия, Испания
- 3Бизнес училище ENAE, Университет на Мурсия, Мурсия, Испания
Производството на костилкови плодове има огромно икономическо значение в Испания. Местата за отглеждане на тези овощни видове (т.е. праскова, кайсия, слива и череша) обхващат широки и климатично разнообразни географски райони в страната. Изменението на климата вече води до повишение на средните температури със специална интензивност в определени райони като средиземноморските. Тези промени водят до намаляване на натрупания студ, което може да има дълбоко въздействие върху фенологията на Prunus видове като костилкови плодове поради, например, трудности за покриване на изискванията за охлаждане за прекъсване на ендодормантността, появата на късни събития от замръзване или необичайни ранни високи температури. Всички тези фактори могат сериозно да повлияят на производството и качеството на плодовете и следователно да предизвикат много негативни последици от социално-икономическа гледна точка в местните региони. По този начин, характеризирането на настоящите площи за отглеждане по отношение на агроклиматичните променливи (напр. натрупване на студ и топлина и вероятности от замръзване и ранни необичайни топлинни събития), базирано на данни от 270 метеорологични станции за последните 20 години, се извършва в тази работа, за да се създават информативна картина на текущата ситуация. Освен това се анализират и бъдещи климатични прогнози от различни глобални климатични модели (данни, извлечени от Метеорологичната държавна агенция на Испания — AEMET) до 2065 г. за два сценария на пътеката на представителната концентрация (т.е. RCP4.5 и RCP8.5). Използвайки текущата ситуация като базова линия и отчитайки бъдещите сценарии, може да се направи извод за настояща и бъдеща адаптивна пригодност на различните видове/сортове към различните райони на отглеждане. Тази информация може да бъде в основата на инструмент за подпомагане на вземането на решения, който да помогне на различните заинтересовани страни да вземат оптимални решения относно настоящите и бъдещи отглеждания на костилкови плодове или други видове от умерен климат в Испания.
Въведение
Испания е един от основните световни производители на костилкови плодове (т.е. праскови, кайсии, сливи и череши) със средно годишно производство от около 2 милиона тона. Отглеждането на тези плодове има много важна икономическа роля в страната, обхващайки около 140,260 XNUMX ха (FAOSTAT, 2019 г). Основните райони на отглеждане в Испания за тези сортове са разположени в райони с различни агроклиматични характеристики: от топли райони като долината Гуадалкивир и голяма част от средиземноморската зона до студени райони като северна Естремадура, долината Ебро и някои вътрешни местоположения на средиземноморската зона (виж Фигура 1). Тъй като тези култури изискват достатъчно охлаждане през зимата, за да се прекъсне ендодормантността, за да се избегнат производствени проблеми (Аткинсън и др., 2013 г)Кампой и др., 2011b; Luedeling и др., 2011 г; Люделинг, 2012 г; Джулиан и др., 2007 г; Guo et al., 2015; 2019; Chmielewski и др., 2018 г) и (iv) изберете най-добрите селскостопански практики и технологии за смекчаване на ефекта от изменението на климата (Кампой и др., 2010 г; Махмуд и др., 2018 г).
Изисквания за охлаждане и топлина (Fadón и др., 2020b) или ниво на щети от замръзване (Миранда и др., 2005 г) на настоящите култивирани видове/сортове могат да бъдат съчетани с агроклиматичните показатели в различните области, за да се изградят инструменти за вземане на решения, които помагат на производителите и другите заинтересовани страни да проектират оптимални производствени и икономически политики за средносрочен и дългосрочен план. Наличните инструменти за моделиране за обработка на големи серии от климатични и фенологични данни вече служат като основа за изграждане на гореспоменатите инструменти за вземане на решения (Люделинг, 2019 г; Luedeling и др., 2021 г; Миранда и др., 2021 г). Климатичните прогнози в средиземноморския басейн разкриват, че ефектите от глобалното затопляне могат да бъдат особено тежки в тази област (Джорджи и Лионело, 2008 г; MedECC, 2020 г; IPCC, 2021 г), следователно мерките за предвиждане са от решаващо значение за избягване на бъдещи производствени проблеми, които биха могли сериозно да засегнат икономиката на определени региони като тези, представени в това проучване (Олесен и Бинди, 2002 г; Бенмуса и др., 2018 г).
Различни изследвания са установили отрицателното влияние на глобалното затопляне върху производството на плодове и ядки от умерен климат в различни региони на планетата. Основните причини са свързани с намаляването на зимния студ, въпреки че увеличаването на рисковете от замръзване поради очакваното напредване на цъфтежа и цъфтежа също се взема предвид в някои проучвания. Например, Fernandez et al. прогнозира намаляване на зимния студ, необходим за производството на широколистни плодове в Чили, с очаквани отрицателни въздействия в северните райони на страната. В същото време те прогнозират значително намаление на вероятностите от замръзване по време на най-правдоподобния период на цъфтеж на широколистни плодни дървета за всички разглеждани места (Fernandez et al., 2020); Lorite et al. анализира явления като липса на студ през зимата, риск от замръзване и топли условия по време на цъфтежа на Иберийския полуостров за някои бадемови сортове, съчетаващи климатичните прогнози и фенологичната информация. Те установиха, че като цяло (и в зависимост от разглеждания сорт), (i) липсата на зимен студ ще бъде по-изразена в средиземноморското крайбрежие и долината на Гуадалкивир, (ii) топлите условия по време на цъфтежа ще бъдат по-интензивни в Централната платото и долината Ебро, и (iii) рискът от замръзване ще бъде намален до определени райони на северното плато и северните хълмисти райони (Лорите и др., 2020 г). Benmoussa и др. предвижда важни бъдещи намаления на зимните студове в Тунис, които могат значително да повлияят на производството на някои плодове и ядки. Например, за най-песимистичния сценарий, само бадемови сортове с ниско охлаждане биха могли да бъдат жизнеспособни. При други сценарии някои сортове шам-фъстъци и праскови биха могли да бъдат жизнеспособни дори в дългосрочен план за северозападната част на страната (Бенмуса и др., 2020 г); Fraga и Santos разгледаха както бъдещото охлаждане, така и натрупването на топлина и тяхното въздействие върху производството на различни плодове в Португалия. Те прогнозираха силен спад на охлаждането през зимата, което ще засегне по-сериозно най-вътрешните региони на страната. Северните райони за отглеждане на ябълки ще бъдат особено изложени на намаляване на охлаждането. Авторите също прогнозират увеличаване на натрупването на топлина с по-голямо въздействие в южните и крайбрежните райони на страната. Те подчертаха, че този факт може да увеличи риска от увреждане от замръзване поради напредването на фенологичните етапи (Rodríguez et al., 2019, 2021; Фрага и Сантос, 2021 г) сравни настоящата ситуация на производствените райони на някои умерени плодове в Испания с бъдещите сценарии за изменение на климата по отношение на натрупването на студ. Те прогнозираха значителни загуби на охлаждане в някои райони (напр. Югоизток или района на Гуалдалкивир) дори в близко бъдеще. За далечното бъдеще (>2070 г.) тези автори заявяват, че като се вземат предвид настоящите площи за отглеждане, сортовете сливи, бадеми и ябълки могат да бъдат сериозно засегнати от липсата на студ (Rodríguez et al., 2019, 2021).
В това проучване ние оценихме основните агроклиматични променливи, свързани с адаптирането на костилковите плодове в различни региони в Испания, включително тези, където се извършва най-важното производство на костилкови плодове, използвайки данни от 270 метеорологични станции през периода 2000–2020 г. Това е придружено от бъдещи температурни прогнози за оценка на развитието на студа и натрупването на топлина и бъдещите вероятности от замръзване и ранни необичайни топлинни събития в сравнение с текущата ситуация. Тази информация може да бъде много полезна за вземане на оптимални решения, свързани със създаване на нови овощни градини, преместване на съществуващи или избор на оптимални сортове за получаване на печалба в дългосрочен план.
Основният принос на това изследване е, че ние анализирахме едновременно различни агроклиматични променливи, свързани с адаптацията на костилковите плодове. Не само натрупването на студ за изпълнение на CR, както е извършено в проучването от Родригес и др. (2019 г, 2021) но също така и натрупване на топлина за правилен цъфтеж, рискове от замръзване и променлива, рядко определяна количествено в литературата: вероятността от необичайни топлинни събития през зимата, които могат да увеличат освобождаването на ендодормантност с отрицателно въздействие върху производството на плодове, качеството и добива, както беше посочено наблюдавани в топлите райони през последните години. Използвахме данни от много гъста мрежа от метеорологични станции, които предоставят точни показатели за текущата ситуация. Фокусирахме се върху текущите производствени райони, тъй като решенията относно адаптирането към затоплянето вероятно ще бъдат взети в тези райони, където подходящите технологии и знания са добре установени. В такива райони преместването на културите би довело до нежелани социално-икономически последици и обезлюдяване. Освен това, за характеризиране на текущата ситуация, използвахме реални почасови температури вместо изчислени, което придава по-голяма точност на резултатите в сравнение с други проучвания, при които почасовите температури се интерполират от дневните. Използваната разделителна способност (~5 km) е по-добра, отколкото в други подобни проучвания в Испания (Rodríguez et al., 2019, 2021; Лорите и др., 2020 г) и помага да се вземат решения дори на местно ниво.
Материали и методи
Климатични данни и агроклиматични променливи
Климатични данни от 340 метеорологични станции, разположени в основните райони за производство на костилкови плодове в Испания (вж Фигура 1) бяха използвани за оценка на агроклиматичните показатели. Данните включват основните климатични променливи, включително средна, максимална и минимална температура (°C), относителна влажност (%), валежи (mm), евапотранспирация (ETo, mm) и слънчева радиация (W/m2). В някои от разглежданите станции бяха открити непълни записи и проблеми. След прилагане на испанския регламент (UNE 500540, 2004 г), беше избран окончателен брой от 270 станции. Почасовите данни за температурата бяха пълни, с изключение на празните часове, съответстващи на събития за поддръжка, които не бяха попълнени, тъй като представляваха незначителен процент от общия брой. Средните часови температури в периода 2000–2020 г. бяха използвани за изчисляване на основните агроклиматични променливи, включително натрупване на студ и топлина, както и вероятности от потенциално вредни замръзване и анормални топлинни събития през зимата. Броят на пълните години на станция варира за всяка станция: от 5 до 21 години (медиана = 20) в зависимост от станцията.
Натрупването на студ за всеки сезон беше изчислено от 1 ноември до 28 февруари на следващата година. Юта (Richardson et al., 1974) и динамичен (Фишман и др., 1987 г) модели бяха използвани за извършване на това изчисление. Натрупването на топлина за всеки сезон беше изчислено от 1 януари до 8 април (около 14 седмици) с помощта на Ричардсън (Richardson et al., 1974) и Андерсън (Anderson et al., 1986) модели, които предоставят резултатите в нарастващи часове за степен (GDH). Вероятностите за замръзване и необичайни топлинни събития бяха изчислени на седмица, както следва: за всяка седмица настъпва замръзване, ако температурата падне под −1°C в продължение на поне три последователни часа. След това вероятността за поява на събития от замръзване през определена седмица се определя като броя пъти, в които тази седмица е имало поне едно събитие от замръзване през периода на изследване, разделен на броя на разглежданите години. По същия начин възниква необичайно топлинно събитие, ако температурата се повиши над 25°C за поне три последователни часа. След това вероятността за възникване на необичайни топлинни събития се изчислява, както е обяснено за събитията от замръзване. Седмица 1 започна на 1 януари. За случаи на замръзване седмици от 2 до 10 се считат за представителни потенциално опасни седмици. Първите седмици в диапазона (т.е. седмица 2 до седмица 5–6) биха били най-опасните в топлите райони, докато останалите (т.е. седмици 5–6 до седмица 10) биха били критичните в студените райони. За необичайни топлинни събития, разглежданият период варира от седмица 49 на предходната година (началото на декември) до 8 (края на февруари), когато тези събития биха могли да стимулират ранното освобождаване в латентност, свързано с по-късни производствени проблеми.
Бъдещи сценарии
По отношение на бъдещите сценарии бяха използвани температурни прогнози, изчислени от Испанската държавна метеорологична агенция (AEMET). През последните години AEMET изготви набор от референтни намалени прогнози за изменението на климата над Испания, като прилага или техники за статистическо намаляване на резултатите от глобалните климатични модели (GCM), или използва информацията, генерирана от техники за динамично намаляване чрез европейски проекти или международни инициативи като PRUDENCE, ENSEMBLES и EURO-CORDEX (Amblar-Francés и др., 2018 г). В това проучване използвахме прогнозираните дневни температури (т.е. максимална и минимална), използвайки статистическо намаляване на мащаба, базирано на изкуствени невронни мрежи. Това е оценено като подходящ метод за изготвяне на климатични прогнози в настоящите и бъдещи сценарии в Испания, като същевременно се намаляват отклоненията на модела на GCM (Хернанц и др., 2022a,b) над решетка с разделителна способност 5 km. Разгледани са два времеви хоризонта, а именно 2025–2045 г. (характеризиран с 2035 г.) и 2045–2065 г. (характеризиран с 2055 г.), за да се осигурят резултати в краткосрочен и средносрочен план. Бяха разгледани два представителни пътя на концентрация, т.е. RCP4.5 и RCP8.5 (ван Вуурен и др., 2011 г). Трябва да се отбележи, че в това проучване са използвани единадесет GCM (Таблица 1). Резултатите бяха представени с помощта на ансамбъл методология (Семенов и Стратонович, 2010 г; Уолах и др., 2018 г), където средните стойности на прогнозираните показатели (напр. натрупване на охлаждане и топлина или вероятности), изчислени от всички модели, са използвани в следващите стъпки. Почасовите температури за изчисляване на агроклиматичните индекси бяха симулирани от дневните с помощта на пакета chillR (Люделинг, 2019 г).
Таблица 1
ТАБЛИЦА 1. Списък на глобалните климатични модели, използвани в това изследване.
За да се сравнят агроклиматичните променливи в настоящите и бъдещите сценарии, действителните местоположения на метеорологичните станции бяха сравнени с техните най-близки точки от мрежата. Максималното, минималното и средното разстояние от метеорологичните станции до най-близките им точки в мрежата са съответно 3.87, 0.26 и 2.14 km. Във всички случаи (настоящи и бъдещи сценарии), интерполирана зона около разглежданите метеорологични станции (т.е. не по-далеч от 50 km от най-близката метеорологична станция) беше изчислена с помощта на метода за обратно претегляне на разстоянието.
Резултати
Натрупване на студ
Както беше посочено по-горе, два модела бяха използвани за изчисляване на натрупването на студ, а именно Юта (в охладителни единици) и динамичният модел (в порции). Използвайки средните стойности на общото натрупано охлаждане за целия период за всички станции, беше открита много висока корелация между двата индекса (R2 = 0.95, Допълнителна фигура 1). Следователно резултатите се представят, като се използва само една от тях (порции). Фигура 2 показва пространствените модели на средните части на охлаждане през различните разглеждани периоди. В настоящата ситуация можем да видим, че има няколко географски области с високо натрупване на студ (≥75 порции), като долината на Ебро, северна Естремадура и някои вътрешни области в Средиземно море. Само в Средиземно море и долината Гуадалкивир се откриват топли зони с натрупване на студ под 60 части (дори под 50 в някои изолирани области). Бъдещите сценарии показват ясно намаляване на натрупания студ в топлите райони, в северната част на Естремадура и някои вътрешни райони на Средиземно море. Намаляването на натрупания студ в долината на Ебро ще бъде произведен в източната част на тази област, докато във вътрешността ще се натрупа значителен зимен студ дори при най-песимистичния сценарий (напр. 2055_RCP8.5). Ефектите от глобалното затопляне върху намаляването на студа през зимата са по-интензивни в сценария 2055_RCP8.5, както се очаква. Допълнителни таблици 1-4 показват средното натрупване на студ през разглеждания период (1 ноември до края на февруари) на части за всички местоположения и модели във всеки разглеждан бъдещ сценарий. Показана е средната стойност на изходите на единадесетте модела, както и регистрираното натрупано охлаждане за периода 2000–2020 г. за сравнение.
Фигура 2
ФИГУРА 2. Натрупване на охлаждане в основните райони за производство на камък в Испания за текущата ситуация (приблизително 2000–2020), два времеви хоризонта (2025–2045 и 2045–2065) и два бъдещи сценария (RCP4.5 и RCP8.5).
За да се провери дали очакваният спад на натрупване на студ ще има подобно влияние върху местоположенията в зависимост от текущото им натрупване на студ, беше извършена класификация на 270-те метеорологични станции, разделяйки ги по отношение на средните натрупани части в текущия сценарий: ниско натрупване (< 60 порции, 34 станции), средно натрупване (между 60 и 80 порции, 121 станции) и високо натрупване (над 80 порции, 115 станции). Фигура 3 показва кутийките на натрупаните части във всеки сценарий за трите типа местоположения. Наблюдаваното намаляване на натрупването на студ е както се очаква според всеки сценарий. По отношение на разликите в средните стойности между настоящите и бъдещите сценарии, изглежда, че трите типа местоположения представят едно и също поведение (което означава, че процентните загуби са по-високи в зоните с ниско натрупване). Разпространението на данните обаче е много различно. Областите с ниско и силно натрупване на студ показват по-ниска дисперсия (с някои отклонения в долния край на разпределението) от средните зони, които показват по-висока дисперсия, но без отклонения. Анализът на тези отклонения за зони с високо натрупване на студ разкрива, че отклонението за всичките четири бъдещи сценария съответства на вътрешно средиземноморско местоположение (Játiva). За зони с ниско натрупване на студ, отклонението във всеки случай (включително настоящия сценарий) съответства на крайбрежно средиземноморско местоположение (Алмерия). Отклоненията за високия край на разпределението в зони с ниско натрупване на студ съответстват на вътрешните местоположения в Средиземно море (т.е. Монтеса, Калоса де Сария и Мурсия), въпреки че може да са артефакти, тъй като прогнозите предвиждат повече натрупване на студ в бъдеще, отколкото в момента сценарий. Те могат да бъдат причинени от възможните климатични разлики между действителното местоположение на метеорологичните станции и най-близката им точка в мрежата за бъдещи прогнози.
Фигура 3
ФИГУРА 3. Графики на натрупаното охлаждане във всички сценарии за ниско (<60 порции), средно (между 60 и 80 порции) и високо (>80 порции) станции за натрупване на охлаждане, отнасящи се до текущия сценарий.
Натрупване на топлина
Натрупването на топлина беше изчислено с помощта на два модела (т.е. моделите на Richardson и Anderson) подобно на натрупването на студ. Установена е също висока корелация между резултатите от двата модела (R2 = 0.998, Допълнителна фигура 2). Следователно резултатите са представени, като се използват само резултатите от модела на Андерсън. Фигура 4 показва пространствените модели на средния GDH през различните разглеждани периоди. Всички сценарии относно GDH изглежда обратно корелират със съответните им сценарии за натрупване на студ (Фигура 2). Местата, където натрупването на студ е слабо, имат високо натрупване на топлина и обратно. Тъй като натрупването на студ намалява в бъдещи сценарии, натрупването на топлина се увеличава пропорционално във всяка област. Например коефициентът на корелация на Pearson между загубеното натрупване на охлаждане и натрупаното натрупване на топлина за текущия и 2055_RCP8.5 сценарии е 0.68 (p-стойност < 1e-15).
Фигура 4
ФИГУРА 4. Натрупване на топлина в основните зони за производство на камък в Испания за настоящата ситуация (приблизително 2000–2020), два времеви хоризонта (2025–2045 и 2045–2065) и два бъдещи сценария (RCP4.5 и RCP8.5)
Подобно на случая на натрупване на студ, ефектите от увеличаването на GDH са по-интензивни в сценария 2055_RCP8.5, както се очаква. Допълнителни таблици 5-8 показват средното натрупване на топлина през разглеждания период (1 януари–8 април) в GDH за всички местоположения и модели във всеки разглеждан сценарий. Показана е средната стойност на мощностите на единадесетте модела, както и регистрираната акумулирана топлина за периода 2000–2020 г. за сравнение.
Вероятности за замръзване и необичайни топлинни събития
Вероятността от замръзване, както е определено по-горе, е показана в Фигура 5 сравняване на седмици 2–10 за текущия и 2035_RCP4.5 и 2055_RCP8.5 сценарии (само вероятности ≥ 10%). В настоящата ситуация бяха регистрирани значителни вероятности от замръзване, особено в районите на долината на река Ебро, но също и в северната част на Естремадура и във вътрешните райони на Средиземно море. Вероятностите за замръзване намаляват от седмица 2 до 10, както се очаква, но някои конкретни места в долината на Ебро все още представляват значителна вероятност за замръзване през седмица 10. Анализираните бъдещи сценарии в Фигура 5 са съответно най-оптимистичните (т.е. 2035_RCP4.5) и песимистичните (т.е. 2055_RCP8.5) по отношение на повишаването на температурата. Вероятността за замръзване изчезва от Естремадура и намалява във всички области, докато само намалените области на долината на Ебро и някои изолирани области във вътрешното Средиземноморие показват вероятности над 10% дори през седмица 10. Както в настоящата ситуация, вероятностите за замръзване намаляват от седмици 2 до 10. Забележително е, че сценариите 2035_RCP4.5 и 2055_RCP8.5 представят подобни картини по отношение на вероятностите от замръзване, разкривайки, че долината Ебро и някои вътрешни средиземноморски местоположения ще претърпят замръзване във всички разглеждани сценарии.
Фигура 5
ФИГУРА 5. Вероятност от замръзване в основните зони за производство на камъни в Испания за седмици 2 до 10 за текущите сценарии 2035_RCP4.5 и 2055_RCP8.5.
Обсъждане и заключение
Това проучване се опита да характеризира основните райони за производство на костилкови плодове в Испания, като използва исторически агроклиматични данни (по-специално температури) от 270 метеорологични станции, разположени в такива райони, и сравнява резултатите с бъдещи прогнози в два времеви хоризонта и RCP сценарии. Изследваните райони бяха избрани въз основа на факта, че настоящите и бъдещи решения, които трябва да се вземат по отношение на отглеждането на костилкови плодове (т.е. праскова, кайсия, слива и череша), ще бъдат взети главно в рамките на настоящите производствени райони, където знанията и технология за отглеждане на тези култури са силно инсталирани. Следователно това проучване не се фокусира върху други бъдещи потенциални места за отглеждане на костилкови плодове.
Основните изчислени променливи, т.е. натрупване на студ и топлина, разкриват, че разглежданите райони са доста разнообразни от агроклиматична гледна точка и че изменението на климата ще има важно въздействие, особено в най-топлите райони дори в средносрочен план. Моделите, използвани за изчисляване на който и да е от тях (т.е. Юта и динамичен за охлаждане и Ричардсън и Андерсън за натрупване на топлина) показват много високи корелации, както беше установено по-рано от Ruiz и др. (2007 г, 2018).
Прогнозира се значително намаляване на натрупването на студ във всички райони, което е в съответствие с предишни проучвания в средиземноморските райони (Бенмуса и др., 2018 г, 2020; Rodríguez et al., 2019; Delgado et al., 2021; Фрага и Сантос, 2021 г). Намаляването на натрупването на студ ще бъде подобно по абсолютни стойности във всички изследвани региони, но най-топлите (т.е. средиземноморската зона и долината на Гуадалкивир) могат да бъдат много по-засегнати по отношение на пригодността за отглеждане на костилкови плодове, тъй като текущата им ситуация вече е ограничение за много сортове. В студени райони като долината Ебро и Естремадура спадът на натрупването на студ по принцип няма да бъде пречка за продължаване на култивирането, въпреки че в някои конкретни студени места в Естремадура и Средиземноморието спадът на натрупването на студ ще бъде по-интензивен, отколкото в други студени места. Трябва да се отбележи, че според Фигура 3, се наблюдава внезапен спад в натрупването на студ между текущата ситуация и близкото бъдеще. Разделителната способност на използваната мрежа, дори и добра (~5 km), може да бъде причина за този ефект. Други възможни източници на несъответствия, водещи до преувеличени разлики между прогнозираните и реалните стойности, могат да бъдат оставащите отклонения на GCM модела, които не са напълно минимизирани по време на процеса на намаляване на мащаба, или фактът, че сравняваме изчисленията, извършени с реални часови температури (т.е. текущи сценарий) и изчисления, извършени с идеализирани температурни криви, получени от прогнозираните дневни максимални и минимални температури (Линвил, 1990 г) за бъдещи сценарии. Подобни внезапни спадове в близко бъдеще също бяха наблюдавани от Rodríguez et al., които прогнозираха намаление с до 30 охлаждащи порции за периода 2021–2050 г. на някои места в Испания (Rodríguez et al., 2019), което е в съответствие с нашите резултати. Benmoussa и др. (2020), Делгадо и др. (2021), и Фрага и Сантос (2021) също съобщава за внезапни спадове между историческите и бъдещите сценарии съответно в Тунис, Португалия и Астурия (Северна Испания). Както в нашия случай, тези проучвания също показаха, че в близко бъдеще не се появяват важни разлики за натрупания студ, независимо от разглеждания RCP. Обратно на натрупването на студ, натрупването на топлина ще нарасне във всички сценарии (особено в 2055_RCP8.5, както се очаква), и неговото развитие е обратно на това на натрупване на студ. Това беше наблюдавано и от Фрага и Сантос (2021) за Португалия.
Вероятностите за замръзване и необичайни топлинни събития през седмиците, когато те могат да повлияят значително на добива и производството (напр. късно замръзване или необичайни топлинни събития преди освобождаване на ендодормантност), също бяха изчислени. За настоящия сценарий случаите на замръзване са по-чести в студените райони, както се очаква. Анормалните топлинни събития през ключови седмици са концентрирани в района на Средиземно море през последните години, но с много ниска вероятност. Бъдещите оценки за тези променливи показват, че случаите на замръзване през седмиците, при които производството на костилкови плодове може да бъде засегнато (Миранда и др., 2005 г; Джулиан и др., 2007 г) ще намалява с напредването на века и ще бъде по-рядко за RCP8.5, което е в съответствие с предишни проучвания (Леолини и др., 2018 г). Въпреки това някои райони от долината на река Ебро и определени вътрешни местоположения на средиземноморските райони все още ще претърпят значителен брой случаи на замръзване в рамките на текущите седмици дори при най-топлия сценарий (т.е. 2055_RCP8.5, Фигура 5). Дефиницията на замръзване по отношение на температурата и времето на излагане е тясно свързана с фенологичния стадий на съществуващия сорт (Миранда и др., 2005 г). Като се има предвид голямото разнообразие от възможни сортове костилкови плодове, от много нисък до много висок CR, и броят на анализираните местоположения, от студени до топли, установяването на дефиниции за измръзване на конкретни сортове/локации не е осъществимо в това проучване поради огромния обем на включена информация. Тези видове проучвания обикновено се извършват с помощта на няколко местоположения и/или сортове, като това, извършено от Lorite et al. (2020) за бадеми в Испания, Fernandez и др. (2020) в Чили, които са изчислили минимални температури под 0°C по време на периода на цъфтеж на най-представителните видове широколистни овощни дървета, култивирани във всяко от деветте разглеждани места, или Паркър и др. (2021) които разглеждат различни температури и фенологични етапи за три вида (т.е. бадеми, авокадо и портокали), но също така извършват обща характеристика на района, като вземат предвид три температури (0, −2 и +2°C) и време на излагане. Нашият избор на -1°C и най-малко три последователни часа има за цел да характеризира еволюцията на събитията от замръзване, вместо да свързва специфичните щети с определени сортове, което би предполагало различно изследване. Това определение беше прието след извличане на експертни становища. Поради големия брой сортове по отношение на CR и HR и разнообразието от температурни режими в разглежданите райони в това проучване, ние избрахме онези седмици (от 2 до 10), където всички (или повечето) комбинации от сорт/локация могат да бъдат податливи на повреди от замръзване според техния фенологичен стадий. За целите на вземане на решение, производителите трябва да изберат картата, която най-добре отговаря на тяхната конкретна ситуация (т.е. сорт/местоположение), за да вземат оптималното решение. Като цяло, топлите зони и/или ранните цъфтящи сортове ще бъдат свързани с по-ранните седмици в разглеждания диапазон, докато студените зони и/или късно цъфтящите сортове ще бъдат свързани с по-късните седмици в разглеждания диапазон. Анормални топлинни събития през зимата, които могат да стимулират ранното освобождаване на ендодормантност, което се отразява негативно на производството (Вити и Монтелеоне, 1995 г; Родриго и Ереро, 2002 г; Ladwig и др., 2019 г), ще се увеличи главно в долината Гуадалкивир, крайбрежните средиземноморски райони, а също и в Естремадура и някои райони на долината Ебро в средата или края на февруари (Фигура 6). Количественото определяне на този показател обикновено не се разглежда в литературата, но може да провокира важни производствени проблеми в топлите райони, както се наблюдава през последните години. Отново, определянето на 25°C или повече за най-малко три последователни часа, за да се определи такова събитие, беше мотивирано от мнения на експерти. Подобно на вероятностите от замръзване, ние избрахме онези седмици (от 49 до 8), където всички (или повечето) комбинации от сорт/локация могат да бъдат податливи на повлияване от тези събития според техния фенологичен стадий. Като цяло, топлите зони и/или ранните цъфтящи сортове ще бъдат свързани с по-ранните седмици в разглеждания диапазон, докато студените зони и/или късно цъфтящите сортове ще бъдат свързани с по-късните седмици в разглеждания диапазон.
Агроклиматичните показатели, изчислени в това проучване, предоставят ценна информация за производителите, за да изберат най-подходящите сортове във всяка производствена зона от адаптивна гледна точка. Всеки сорт има своите CR за прекъсване на ендодормантността (Кампой и др., 2011b; Fadón и др., 2020b). Намаляване на натрупването на студ, както се предвижда в бъдещи сценарии, може да доведе до това, че отглежданите в момента сортове не изпълняват своите CR в определени райони, особено тези в Средиземно море и районите на долината Гуадалкивир, които вече са топли. Това би включвало непълно освобождаване на ендодормантност, което засяга овощните дървета в три основни аспекта, а именно окапване на цветни пъпки (и по този начин слаб цъфтеж), забавяне на цъфтежа и поникването и липса на еднородност в двата процеса, което води до сериозни продуктивни проблеми (Legave et al., 1983; Ерез, 2000 г; Аткинсън и др., 2013 г). Всичко това може да доведе до значителни икономически загуби за производителите. В този контекст знанията за CR за различни сортове са от решаващо значение, въпреки че наличната в момента информация е сравнително оскъдна за костилковите овощни дървета (Fadón и др., 2020b), включително праскова (Maulión и др., 2014 г), кайсия (Руиз и др., 2007 г), слива (Руиз и др., 2018 г), и сладка череша (Alburquerque и др., 2008 г).
В топли райони като Средиземноморието и долината Гуадалкивир, където натрупаното охлаждане е под 60 порции при текущата ситуация, се отглеждат ранозрели сортове с CR между 30 и 60 порции. Изпълнението на CR за тези сортове може да бъде изложено на риск във всички анализирани бъдещи сценарии (Фигура 2). За да се гарантира адаптивната пригодност на различните видове/култивари към тези райони, може да е необходимо преместване и някои от сортовете трябва да бъдат преместени в близки райони (вътрешни зони в средиземноморската зона или към Естремадура в случая с долината Гуадалкивир) където CR ще бъде изпълнен дори в бъдещите сценарии и се очаква рисковете от замръзване да намалеят. В този контекст, въвеждането или развитието на сортове с много нисък CR се превръща в решаваща цел, която трябва да се вземе предвид в програмите за размножаване на съществуващите видове/култури, особено за да бъдат подходящи за топлите райони, където адаптирането на настоящите сортове ще бъде изложено на риск в бъдеще сценарии. В противен случай тези райони няма да могат да продължат своята производствена и икономическа дейност, свързана с производството на костилкови плодове. Освен това могат да се прилагат и различни агрономически практики и стратегии, за да се сведе до минимум намаляването на натрупването на студ в тези райони поне на местно ниво. Прилагането на биостимуланти за прекъсване на ендодормантността преди изпълнение на CR или използването на мрежи за засенчване по време на различни етапи на покой вече са описани в топли райони за производство на костилкови плодове (Гилрийт и Бюканън, 1981 г; Ерез, 1987 г; Costa et al., 2004; Кампой и др., 2010 г; Петри и др., 2014 г), въпреки че трябва да се извършат допълнителни изследвания и оптимизация, за да се направят тези техники по-ефективни и да се насърчи системното им използване. Обратно, в най-студените производствени райони като долината на Ебро, северната част на Естремадура и някои вътрешни местоположения в средиземноморската зона се очакват по-малко случаи на замръзване, което би могло да позволи по-ранни сортове от сегашните, което ще разшири броя на жизнеспособните сортове и, следователно предлагането на пазара с положителни икономически последици за района. Като цяло, във всички производствени райони е от решаващо значение да се вземат предвид отглежданите в момента сортове и да се анализират кои са на ръба на изпълнението на CR, за да ги заменят или преместят или да въведат практиките за управление, описани по-горе, за да се гарантира адаптирането към новите климатични промени сценарии.
По отношение на натрупването на топлина, бъдещите сценарии прогнозират увеличение на тази променлива във всички разглеждани области (Фигура 4). В топли и междинни райони тази променлива не е толкова решаваща, колкото натрупването на студ, но може да има съответно въздействие върху фенологията, предизвиквайки напредък в датите на цъфтеж и по този начин увеличавайки потенциалния риск от нараняване от измръзване (Mosedale и др., 2015 г; Унтербергер и др., 2018 г; Ma et al., 2019). Като допълнителен момент, този напредък в цъфтежа ще включва и предварително узряване (Пенюелас и Филела, 2001 г; Кампой и др., 2011b), които трябва да се вземат предвид от производителите, за да пуснат стратегически своите продукти на пазарите. Обратно, в студените райони липсата на натрупване на топлина в настоящата ситуация може да навреди на фенологичното развитие и растежа на плодовете (Fadón и др., 2020a). Тези понастоящем студени зони ще бъдат облагодетелствани от прогнозираното увеличение на натрупването на топлина за бъдещи сценарии. Както е показано в Фигура 6анормалните топлинни събития ще бъдат по-чести в бъдещи сценарии на дати, когато овощните дървета все още не са освободили ендодормантност, особено в топли райони като долината Гуадалкивир и средиземноморски места. Тези събития могат да имат много отрицателен ефект, когато CR са частично покрити (около 60–70%), предизвиквайки непълно освобождаване на латентност, което може да включва вегетативни проблеми и проблеми с цъфтежа, с отрицателно въздействие върху закрепването на плодовете и добива (Родриго и Ереро, 2002 г; Кампой и др., 2011a).
Във всеки случай, промените в режимите на охлаждане и натрупване на топлина нямат общ ефект върху всички сортове и техните местоположения, тъй като могат да възникнат някои компенсационни ефекти по отношение на баланса на натрупване на охлаждане/топлота по отношение на освобождаването на ендодормантност или прогнозирането на датите на цъфтеж (Pope et al., 2014). Освен това, агроклиматичната характеристика на местоположения в много локален мащаб може да изисква специално калибриране на данните поради пространствената хетерогенност (Лорите и др., 2020 г), за да вземете най-добрите решения относно оптималните селекции на сортове. Резултатите, представени в това проучване, могат да бъдат полезни не само за производството на костилкови плодове, но и за други плодове от умерен климат с огромно значение в местните райони, например лозята в Ла Риоха (долината Ебро) или други. Тези резултати могат да бъдат в основата на системите за подпомагане на вземането на решения, за да помогнат на производителите при вземането на оптимални стратегически решения (напр. избор на сортове, преместване и прилагане на практики за управление на смекчаване) в средносрочен и дългосрочен план.
Декларация за наличност на данни
Оригиналните приноси, представени в изследването, са включени в статията/Допълнителен материал, допълнителни запитвания могат да бъдат насочени към съответните автори.
Авторски вноски
MC, JG-B, JG и DR замислиха и проектираха проучването. MC предостави агроклиматичните данни за настоящия сценарий. JAE извърши изчисленията за бъдещи сценарии. JAE и DR са написали основната част от ръкописа. JE предостави информация относно техническите агрономически аспекти. JG управлява иновационния проект, който финансира това изследване. Всички автори преработиха документа и одобриха представената версия.
Финансиране
Финансовата подкрепа беше осигурена от испанското Министерство на земеделието, риболова и храните чрез иновационния проект „Адаптиране на сектора на костилковите плодове към изменението на климата“ (REF: MAPA-PNDR 20190020007385) и от PRIMA, програма, подкрепяна от H2020, рамката на Европейския съюз програма за научни изследвания и иновации (проект „AdaMedOr”; грант номер PCI2020-112113 на испанското Министерство на науката и иновациите).
Конфликт на интереси
Авторите заявяват, че изследването е проведено при липса на търговски или финансови отношения, които биха могли да се тълкуват като потенциален конфликт на интереси.
Бележка на издателя
Всички твърдения, изразени в тази статия, са само тези на авторите и не представляват непременно тези на техните свързани организации или тези на издателя, редакторите и рецензентите. Всеки продукт, който може да бъде оценен в тази статия или твърдение, което може да бъде направено от неговия производител, не е гарантирано или одобрено от издателя.
Благодарности
Благодарим на всички членове на испанската оперативна група „Адаптиране на сектора на костилковите плодове към изменението на климата“ (FECOAM, FECOAV, ANECOOP, Frutaria, Basol Fruits, Fundación Universidad-Empresa de la Región de Murcia, Fundación Cajamar) за техния ценен принос към развитието на проекта. Благодарим на AEMET за наличните данни на неговата уеб страница (http://www.aemet.es/es/serviciosclimaticos/cambio_climat/datos_diarios).
Допълнителен материал
Допълнителният материал за тази статия може да бъде намерен онлайн на адрес: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.842628/full#supplementary-material
Допълнителна фигура 1 | Корелация между средните натрупани порции и единиците за охлаждане за текущия сценарий във всички метеорологични станции.
Допълнителна фигура 2 | Корелация между средния натрупан GDH за моделите на Anderson и Richardson за текущия сценарий във всички метеорологични станции.
Препратки
Alburquerque, N., García-Montiel, F., Carrillo, A. и Burgos, L. (2008). Изисквания за охлаждане и топлина на сортовете сладки череши и връзката между надморската височина и вероятността за задоволяване на изискванията за охлаждане. Environ. Exp. Бот. 64, 162–170. doi: 10.1016/j.envexpbot.2008.01.003
Amblar-Francés, MP, Pastor-Saavedra, MA, Casado-Calle, MJ, Ramos-Calzado, P., and Rodríguez-Camino, E. (2018). Стратегия за генериране на прогнози за изменението на климата, които да подхранват испанската общност за въздействие. адв. Sci. Рез. 15, 217-230.
Anderson, JL, Richardson, EA и Kesner, CD (1986). Валидиране на модели за охлаждане и фенология на цветни пъпки за вишна “Montmorency”. Acta Hortic. 1986, 71–78. doi: 10.17660/ActaHortic.1986.184.7
Atkinson, CJ, Brennan, RM и Jones, HG (2013). Намаляването на охлаждането и неговото въздействие върху трайните насаждения с умерен климат. Environ. Exp. Бот. 91, 48–62. doi: 10.1016/j.envexpbot.2013.02.004
Benmoussa, H., Ben Mimoun, M., Ghrab, M. и Luedeling, E. (2018). Изменението на климата заплашва ореховите градини в Централен Тунис. Вътр. J. Biometeorol. 62, 2245–2255. doi: 10.1007/s00484-018-1628-x
Benmoussa, H., Luedeling, E., Ghrab, M. и Ben Mimoun, M. (2020). Силният спад на зимните студове оказва влияние върху овощните градини с плодове и ядки в Тунис. Clim. Чан. 162, 1249–1267. doi: 10.1007/s10584-020-02774-7
Campoy, JA, Ruiz, D., Cook, N., Allderman, L. и Egea, J. (2011a). Високи температури и време за разпускане на пъпки при нискостудена кайсия "Palsteyn". Към по-добро разбиране на изпълнението на изискванията за охлаждане и топлина. Sci. Хортик. 129, 649–655. doi: 10.1016/j.scienta.2011.05.008
Campoy, JA, Ruiz, D. и Egea, J. (2011b). Покой при овощни дървета с умерен климат в контекста на глобалното затопляне: преглед. Sci. Хортик. 130, 357–372. doi: 10.1016/j.scienta.2011.07.011
Campoy, JA, Ruiz, D. и Egea, J. (2010). Ефекти от засенчване и третиране с тидиазурон+масло върху прекъсване на латентността, цъфтеж и завързване на плодове при кайсии в топъл зимен климат. Sci. Хортик. 125, 203–210. doi: 10.1016/j.scienta.2010.03.029
Chmielewski, F.-M., Götz, K.-P., Weber, KC и Moryson, S. (2018). Щетите от изменението на климата и пролетните слани за сладките череши в Германия. Вътр. J. Biometeorol. 62, 217–228. doi: 10.1007/s00484-017-1443-9
Chylek, P., Li, J., Dubey, MK, Wang, M. и Lesins, G. (2011). Наблюдавана и моделирана променливост на температурата в Арктика от 20-ти век: модел на канадската земна система CanESM2. Атмосфера Chem. Phys. Обсъдете. 11, 22893–22907. doi: 10.5194/acpd-11-22893-2011
Costa, C., Stassen, PJC и Mudzunga, J. (2004). Химически разрушаващи остатъците агенти за производството на семкови и костилкови плодове в Южна Африка. Acta Hortic. 2004, 295–302. doi: 10.17660/ActaHortic.2004.636.35
Delgado, A., Dapena, E., Fernandez, E. и Luedeling, E. (2021). Климатични изисквания по време на покой при ябълкови дървета от северозападна Испания – Глобалното затопляне може да застраши отглеждането на сортове с висока температура. Евро. 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). Глобални свързани климатични модели на GFDL CM2. част I: формулировка и характеристики на симулацията. 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). Прогнози за изменението на климата с помощта на модела на земната система IPSL-CM5: от CMIP3 до CMIP5. Clim. дин. 40, 2123–2165. doi: 10.1007/s00382-012-1636-1
Ерез, А. (1987). Химическа борба с пъпките. HortScience 22, 1240-1243.
Ерез, А. (2000). „Покой на пъпките; Феномен, проблеми и решения в тропиците и субтропиците”, в Умерени овощни култури в топъл климат, изд. A. Erez (Дордрехт: Springer), 17–48. doi: 10.1007/978-94-017-3215-4_2
Fadón, E., Fernandez, E., Behn, H. и Luedeling, E. (2020a). Концептуална рамка за зимен покой при широколистни дървета. агрономия 10:241. doi: 10.3390/агрономия10020241
Fadón, E., Herrera, S., Guerrero, BI, Guerra, ME, и Rodrigo, J. (2020b). Изисквания за охлаждане и топлина на костилкови овощни дървета с умерен климат (Prunus sp.). агрономия 10:409. doi: 10.3390/агрономия10030409
FAOSTAT (2019). Данни за храните и селското стопанство. Рим: ФАО.
Фернандес, Е., Уитни, С., Кунео, И.Ф., и Люделинг, Е. (2020). Перспективи за намаляване на зимния студ за производството на широколистни плодове в Чили през 21 век. Clim. Чан. 159, 423–439. doi: 10.1007/s10584-019-02608-1
Fishman, S., Erez, A. и Couvillon, GA (1987). Температурната зависимост на прекъсването на латентността в растенията: математически анализ на двуетапен модел, включващ кооперативен преход. J. Theor. Biol. 124, 473–483. doi: 10.1016/S0022-5193(87)80221-7
Fraga, H. и Santos, JA (2021). Оценка на въздействието на изменението на климата върху охлаждането и форсирането за основните региони на пресни плодове в Португалия. Отпред. Растителна Sci. 12:1263. doi: 10.3389/fpls.2021.689121
Gilreath, PR и Buchanan, DW (1981). Развитие на флорални и вегетативни пъпки на нектарини „Sungold“ и „Sunlite“, повлияно от изпарително охлаждане чрез пръскане отгоре по време на почивка. J. Am. Soc. Хортик. Sci. 106, 321-324.
Giorgetta, MA, Jungclaus, J., Reick, CH, Legutke, S., Bader, J., Böttinger, M., et al. (2013). Промените на климата и въглеродния цикъл от 1850 г. до 2100 г. в симулации на MPI-ESM за фаза 5 на проекта за взаимно сравнение на свързани модели. J. Adv. Модел. Земна система 5, 572–597. doi: 10.1002/jame.20038
Джорджи, Ф. и Лионело, П. (2008). Прогнози за изменението на климата за средиземноморския регион. Глоб. Планета. Чан. 63, 90–104. doi: 10.1016/j.gloplacha.2007.09.005
Guo, L., Dai, J., Wang, M., Xu, J. и Luedeling, E. (2015). Отговорите на пролетната фенология в дърветата от умерената зона на затоплянето на климата: казус от цъфтежа на кайсии в Китай. Agric. За. Метеорол. 201, 1–7. doi: 10.1016/j.agrformet.2014.10.016
Guo, L., Wang, J., Li, M., Liu, L., Xu, J., Cheng, J. и др. (2019 г.). Граници на разпространение като естествени лаборатории за извеждане на реакциите на цъфтежа на видовете към затоплянето на климата и последиците за риска от замръзване. Agric. За. Метеорол. 268, 299–307. doi: 10.1016/j.agrformet.2019.01.038
Hatfield, JL, Sivakumar, MVK и Prueger, JH (eds) (2019). Агроклиматология: Свързване на селското стопанство с климата. 1-во изд. Медисън: Американското дружество по агрономия.
Hernanz, A., García-Valero, JA, Domínguez, M., Ramos-Calzado, P., Pastor-Saavedra, MA, и Rodríguez-Camino, E. (2022a). Оценка на статистическите методи за намаляване на мащаба за прогнози за изменението на климата над Испания: настоящи условия с перфектни предиктори. Вътр. J. Climatol. 42, 762–776. doi: 10.1002/joc.7271
Hernanz, A., García-Valero, JA, Domínguez, M. и Rodríguez-Camino, E. (2022b). Оценка на статистическите методи за намаляване на мащаба за прогнози за изменението на климата над Испания: Бъдещи условия с псевдо реалност (експеримент за прехвърляне). Вътр. J. Climatol. 2022:7464. doi: 10.1002/joc.7464
IPCC (2021 г.). Изменението на климата 2021 г.: Физическата научна основа. Принос на работна група I към шестия доклад за оценка на Междуправителствения панел по изменение на климата. Cambridge: Cambridge University Press.
Ji, D., Wang, L., Feng, J., Wu, Q., Cheng, H., Zhang, Q., et al. (2014 г.). Описание и основна оценка на Модела на земната система на Пекинския нормален университет (BNU-ESM) версия 1. Geosci. Модел Dev. 7, 2039–2064. doi: 10.5194/gmd-7-2039-2014
Julian, C., Herrero, M. и Rodrigo, J. (2007). Окапване на цветните пъпки и увреждане от измръзване преди цъфтежа при кайсия (Prunus armeniaca L.). J. Appl. Бот. Качество на храната 81, 21-25.
Ladwig, LM, Chandler, JL, Guiden, PW и Henn, JJ (2019). Екстремното зимно топло събитие причинява изключително ранно разпадане на пъпките за много дървесни видове. Ecosphere 10:e02542. doi: 10.1002/ecs2.2542
Legave, JM, Garcia, G. и Marco, F. (1983). Някои описателни аспекти на процеса на капки на цветни пъпки или млади цветя, наблюдавани на кайсиево дърво в южна Франция. Acta Hortic. 1983, 75–84. doi: 10.17660/ActaHortic.1983.121.6
Леолини, Л., Мориондо, М., Фила, Г., Костафреда-Аумедес, С., Ферис, Р. и Бинди, М. (2018). Късните пролетни слани оказват влияние върху бъдещото разпространение на лозята в Европа. Полски култури Res. 222, 197–208. doi: 10.1016/j.fcr.2017.11.018
Linvill, DE (1990). Изчисляване на часовете за охлаждане и единиците за охлаждане от дневни наблюдения на максимална и минимална температура. HortScience 25, 14-16.
Lorite, IJ, Cabezas-Luque, JM, Arquero, O., Gabaldón-Leal, C., Santos, C., Rodríguez, A., et al. (2020 г.). Ролята на фенологията в въздействието на изменението на климата и стратегиите за адаптиране на дървесните култури: казус върху бадемовите градини в Южна Европа. Agric. За. Метеорол. 294:108142. doi: 10.1016/j.agrformet.2020.108142
Люделинг, Е. (2012). Въздействие на изменението на климата върху зимния студ за производството на плодове и ядки в умерен климат: преглед. Sci. Хортик. 144, 218–229. doi: 10.1016/j.scienta.2012.07.011
Люделинг, Е. (2019). chillR: статистически методи за фенологичен анализ при овощни дървета с умерен климат. R пакет версия 0.70.21.
Luedeling, E., Girvetz, EH, Semenov, MA, and Brown, PH (2011). Изменението на климата влияе върху зимния студ за умерените овощни и ядкови дървета. PLoS One 6: e20155. doi: 10.1371 / journal.pone.0020155
Luedeling, E., Schiffers, K., Fohrmann, T. и Urbach, C. (2021). PhenoFlex – интегриран модел за прогнозиране на пролетната фенология при овощни дървета с умерен климат. Agric. За. Метеорол. 307:108491. doi: 10.1016/j.agrformet.2021.108491
Ma, Q., Huang, J.-G., Hänninen, H. и Berninger, F. (2019). Различни тенденции в риска от щети от пролетни слани по дърветата в Европа с неотдавнашното затопляне. Глоб. Чан. Biol. 25, 351–360. doi: 10.1111/gcb.14479
Mahmood, A., Hu, Y., Tanny, J. и Asante, EA (2018). Ефекти от засенчване и екрани срещу насекоми върху микроклимата и производството на културите: преглед на последните постижения. Sci. Хортик. 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 г.). Сравнение на методите за оценка на изискванията за охлаждане и топлина на генотипове нектарини и праскови за цъфтеж. Sci. Хортик. 177, 112–117. doi: 10.1016/j.scienta.2014.07.042
MedECC (2020 г.). Промяната на климата и околната среда в средиземноморския басейн – текуща ситуация и рискове за бъдещия първи средиземноморски доклад за оценка. Марсилия: MedECC. doi: 10.5281/zenodo.4768833
Miranda, C., Santesteban, LG и Royo, JB (2005). Променливост във връзката между температурата на замръзване и нивото на нараняване за някои култивирани видове prunus. HortScience 40, 357–361. doi: 10.21273/HORTSCI.40.2.357
Miranda, C., Urrestarazu, J. и Santesteban, LG (2021). fruclimadapt: пакет R за оценка на адаптирането към климата на овощни видове в умерен климат. Изчисл. Електрон. Agric. 180:105879. doi: 10.1016/j.compag.2020.105879
Mosedale, JR, Wilson, RJ и Maclean, IMD (2015). Изменение на климата и излагане на реколтата на неблагоприятно време: промени в риска от замръзване и условията за цъфтеж на лозата. PLoS One 10: e0141218. doi: 10.1371 / journal.pone.0141218
Olesen, JE и Bindi, M. (2002). Последици от изменението на климата за европейската селскостопанска производителност, земеползване и политика. Евро. J. Agron. 16, 239–262. doi: 10.1016/S1161-0301(02)00004-7
Паркър, Л., Патак, Т. и Остоя, С. (2021). Изменението на климата намалява излагането на замръзване на високоценните калифорнийски овощни култури. Наука Обща околна среда. 762:143971. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.143971
Peñuelas, J. и Filella, I. (2001). Отговори на затоплящия се свят. наука 294, 793 – 795. doi: 10.1126 / science.1066860
Петри, JL, Leite, GB, Couto, M., Gabardo, GC и Haverroth, FJ (2014). Химическа индукция на разбиване на пъпки: продукти от ново поколение, които да заменят цианамида на водорода. Acta Hortic. 2014, 159–166. doi: 10.17660/ActaHortic.2014.1042.19
Pope, KS, Da Silva, D., Brown, PH и DeJong, TM (2014). Биологично базиран подход за моделиране на пролетната фенология в умерените широколистни дървета. Agric. За. Метеорол. 198, 15–23. doi: 10.1016/j.agrformet.2014.07.009
Richardson, EA, Seeley, SD и Walker, DR (1974). Модел за оценка на завършването на почивката за прасковени дървета "Redhaven" и "Elberta". HortScience 9, 331-332.
Rodrigo, J. и Herrero, M. (2002). Ефекти от температурите преди цъфтежа върху развитието на цветята и залагането на плодовете при кайсията. Sci. Хортик. 92, 125–135. doi: 10.1016/S0304-4238(01)00289-8
Родригес, А., Перес-Лопес, Д., Сентено, А. и Руис-Рамос, М. (2021). Жизнеспособност на умерените сортове овощни дървета в Испания при изменение на климата според натрупването на охлаждане. 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 г.). Охлаждащо натрупване в овощни дървета в Испания при изменение на климата. Нац. Опасности Земна система Sci. 19, 1087–1103. doi: 10.5194/nhess-19-1087-2019
Ruiz, D., Campoy, JA и Egea, J. (2007). Изисквания към охлаждане и топлина на кайсиевите сортове за цъфтеж. Environ. Exp. Бот. 61, 254–263. doi: 10.1016/j.envexpbot.2007.06.008
CrossRef Пълен текст | Google Scholar
Ruiz, D., Egea, J., Salazar, JA и Campoy, JA (2018). Изисквания за охлаждане и топлина на сортовете японски сливи за цъфтеж. Sci. Хортик. 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). Ефекти от тропическите циклони върху преноса на топлина в океана в модел на свързана обща циркулация с висока разделителна способност. J. Clim. 24, 4368–4384. doi: 10.1175/2011JCLI4104.1
Семенов, MA, и Stratonovitch, P. (2010). Използване на мултимоделни ансамбли от глобални климатични модели за оценка на въздействията от изменението на климата. Clim. Рез. 41, 1–14. doi: 10.3354/cr00836
UNE 500540 (2004). Мрежи от автоматични метеорологични станции: Ръководство за валидиране на данните за времето от мрежите на станциите. Мадрид: AENOR
Unterberger, C., Brunner, L., Nabernegg, S., Steininger, KW, Steiner, AK, Stabentheiner, E., et al. (2018). Риск от пролетни слани за регионално производство на ябълки при по-топъл климат. 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). Представителните пътища на концентрация: преглед. Clim. Чан. 109:5. doi: 10.1007/s10584-011-0148-z
Вити, Р. и Монтелеоне, П. (1995). Влияние на висока температура върху наличието на аномалии на цветните пъпки при два сорта кайсии, характеризиращи се с различна продуктивност. Acta Hortic. 1995, 283–290. doi: 10.17660/ActaHortic.1995.384.43
Володин, Е. М., Дианский, Н. А. и Гусев, А. В. (2010). Симулиране на съвременния климат със съчетания модел INMCM4.0 на общата циркулация на атмосферата и океана. Изв. Атмосп. Океан. Phys. 46, 414–431. doi: 10.1134 / S000143381004002X
Wallach, D., Martre, P., Liu, B., Asseng, S., Ewert, F., Thorburn, PJ, et al. (2018). Мултимоделните ансамбли подобряват прогнозите за взаимодействията култура-среда-управление. Глоб. Чан. 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: описание на модела и основни резултати от експерименти CMIP5-20c3m. Geosci. Модел 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 г.). Преглед на разработването и прилагането на модела на климатичната система BCC за проучвания на изменението на климата. J. Meteorol. Рез. 28, 34–56. doi: 10.1007/s13351-014-3041-7
Юкимото, С., Адачи, Й., Хосака, М., Саками, Т., Йошимура, Х., Хирабара, М., и др. (2012). Нов глобален климатичен модел на метеорологичния изследователски институт: MRI-CGCM3 — Описание на модела и основна производителност. J. Meteorol. Soc. Jpn. Сер II 90, 23–64. doi: 10.2151/jmsj.2012-A02
Ключови думи: Prunus, костилкови плодове, адаптация, натрупване на студ, фенология, риск от замръзване, избор на сорт, агроклиматични показатели
Цитат: Egea JA, Caro M, García-Brunton J, Gambín J, Egea J и Ruiz D (2022) Агроклиматични показатели за основните райони за производство на костилкови плодове в Испания в настоящи и бъдещи сценарии за промяна на климата: Последици от адаптивна гледна точка. Отпред. Растителна Sci. 13:842628. doi: 10.3389/fpls.2022.842628
Получени: 23 декември 2021; Прието: 02 май 2022;
Публикувано на: 08 юни 2022.
Редактиран от:Хисайо Ямане, Университет Киото, Япония
Прегледан от:Лян Гуо, Northwest A&F University, Китай
Кирти Раджагопалан, Вашингтонски държавен университет, САЩ
Авторско право © 2022 Egea, Caro, García-Brunton, Gambín, Egea и Ruiz. Това е статия с отворен достъп, разпространявана съгласно условията на Лиценз за приписване на Creative Commons (CC BY), Използването, разпространението или възпроизвеждането в други форуми е позволено, при условие че първоначалният автор (и) и собственикът (ите) на авторските права са кредитирани и че оригиналната публикация в това списание е цитирана, в съответствие с приетата академична практика. Не се разрешава използването, разпространението или възпроизвеждането, което не отговаря на тези условия.
* Кореспонденция: Хосе А. Егеа, jaegea@cebas.csic.es; Дейвид Руис, druiz@cebas.csic.es
Източник: https://www.frontiersin.org