Jose A. Egea1*, Manuel Caro2, Jesús García-Brunton2, Jesús Gambín 3, José Egea 1 i David Ruiz 1*
- 1Fruit Breeding Group, Department of Plant Breeding, CEBAS-CSIC, Murcia, Španjolska
- 2Murcia Institut za istraživanje i razvoj poljoprivrede, Murcia, Španjolska
- 3Poslovna škola ENAE, Sveučilište Murcia, Murcia, Španjolska
Proizvodnja koštuničavog voća ima ogroman gospodarski značaj u Španjolskoj. Lokacije uzgoja ovih voćnih vrsta (tj. breskve, marelice, šljive i trešnje) pokrivaju široka i klimatski raznolika geografska područja unutar zemlje. Klimatske promjene već proizvode porast prosječnih temperatura s posebnim intenzitetom u pojedinim područjima poput mediteranskih. Ove promjene dovode do smanjenja akumulirane hladnoće, što može imati dubok utjecaj na fenologiju Prunus vrste kao što je koštuničavo voće zbog, npr. poteškoća u pokrivanju zahtjeva za hlađenjem da bi se prekinulo endodormantnost, pojave kasnih mrazova ili abnormalnih ranih visokih temperatura. Svi ti čimbenici mogu ozbiljno utjecati na proizvodnju i kvalitetu voća i stoga izazvati vrlo negativne posljedice sa socio-ekonomskog gledišta u postojećim regijama. Stoga se u ovom radu provodi karakterizacija trenutačnih područja uzgoja u smislu agroklimatskih varijabli (npr. hladnoće i akumulacije topline te vjerojatnosti mraza i ranih neuobičajenih vrućina), na temelju podataka s 270 meteoroloških postaja u posljednjih 20 godina, kako bi se stvoriti informativnu sliku trenutne situacije. Osim toga, analiziraju se i buduće klimatske projekcije iz različitih globalnih klimatskih modela (podaci preuzeti iz Državne meteorološke agencije Španjolske—AEMET) do 2065. za dva scenarija putanje reprezentativne koncentracije (tj. RCP4.5 i RCP8.5). Koristeći trenutnu situaciju kao osnovu i uzimajući u obzir buduće scenarije, mogu se zaključiti informacije o sadašnjoj i budućoj prilagodljivoj prikladnosti različitih vrsta/kultivara za različita uzgojna područja. Te bi informacije mogle biti temelj alata za potporu odlučivanju kako bi se različitim dionicima pomoglo u donošenju optimalnih odluka u vezi s trenutačnim i budućim uzgojem koštuničavog voća ili drugih umjerenih vrsta u Španjolskoj.
Uvod
Španjolska je jedan od glavnih svjetskih proizvođača koštuničavog voća (tj. breskve, marelice, šljive i trešnje) s prosječnom godišnjom proizvodnjom od oko 2 milijuna tona. Uzgoj ovog voća ima vrlo važnu gospodarsku ulogu u zemlji, na oko 140,260 ha (FAOSTAT, 2019). Glavna područja uzgoja ovih kultivara u Španjolskoj nalaze se u područjima s različitim agroklimatskim karakteristikama: od toplih područja poput doline Guadalquivira i velikog dijela mediteranskog područja do hladnih područja poput sjeverne Extremadure, doline Ebro i nekih unutarnjih lokacija mediteranskog područja (vidjeti Slika 1). Budući da je ovim usjevima potrebno dovoljno zimskog hlađenja kako bi se prekinulo endodormantnost kako bi se izbjegli problemi u proizvodnji (Atkinson i sur., 2013)Campoy i sur., 2011.b; Luedeling i sur., 2011; Luedeling, 2012. (enciklopedijska natuknica).; Julian i sur., 2007. (enciklopedijska natuknica).; Guo i sur., 2015; 2019; Chmielewski i sur., 2018), i (iv) odabrati najbolje poljoprivredne prakse i tehnologije za ublažavanje učinaka klimatskih promjena (Campoy i sur., 2010; Mahmood i sur., 2018).
Zahtjevi za hlađenjem i toplinom (Fadón i sur., 2020b) ili stupanj oštećenja smrzavanjem (Miranda i sur., 2005) trenutačno uzgajanih vrsta/kultivara može se spojiti s agroklimatskim mjerenjima u različitim područjima kako bi se izradili alati za odlučivanje koji pomažu proizvođačima i drugim dionicima u osmišljavanju optimalne proizvodne i ekonomske politike za srednji i dugi rok. Dostupni alati za modeliranje za obradu velikih serija klimatskih i fenoloških već služe kao osnova za izgradnju gore spomenutih alata za odlučivanje (Luedeling, 2019. (enciklopedijska natuknica).; Luedeling i sur., 2021; Miranda i sur., 2021). Klimatske projekcije u mediteranskom bazenu otkrivaju da učinci globalnog zatopljenja mogu biti posebno ozbiljni u ovom području (Giorgi i Lionello, 2008; MedECC, 2020; IPCC, 2021), stoga su mjere predviđanja ključne za izbjegavanje budućih proizvodnih problema, koji bi mogli ozbiljno utjecati na gospodarstvo određenih regija poput onih predstavljenih u ovoj studiji (Olesen i Bindi, 2002; Benmoussa i sur., 2018).
Različita istraživanja utvrdila su negativan utjecaj globalnog zatopljenja na proizvodnju voća i orašastih plodova umjerenog podneblja u različitim regijama diljem planeta. Glavni uzroci povezani su sa smanjenjem zimske hladnoće, iako se u nekim studijama uzima u obzir povećanje rizika od smrzavanja zbog očekivanog napredovanja cvatnje i cvatnje. Na primjer, Fernandez et al. prognozirao smanjenje zimske hladnoće potrebne za proizvodnju listopadnog voća u Čileu, s očekivanim negativnim učincima u sjevernim područjima zemlje. U isto vrijeme, projicirali su značajna smanjenja vjerojatnosti mraza tijekom najvjerojatnijeg razdoblja pucanja pupova za listopadne voćke za sva razmatrana mjesta (Fernandez i sur., 2020); Lorite i sur. analizirali su fenomene poput nedostatka zimske hladnoće, rizika od smrzavanja i toplih uvjeta tijekom cvatnje na Iberijskom poluotoku za neke sorte badema povezujući klimatske projekcije i fenološke informacije. Utvrdili su da će, općenito (i ovisno o razmatranom kultivaru), (i) nedostatak zimske hladnoće biti izraženiji na obali Sredozemnog mora i dolini Guadalquivira, (ii) topli uvjeti tijekom cvatnje bit će intenzivniji u Središnjem visoravan i dolina Ebro, i (iii) rizik od mraza će se smanjiti na određena područja sjeverne visoravni i sjevernih brdovitih područja (Lorite i sur., 2020). Benmoussa i sur. predviđa značajna buduća smanjenja hladnih zimskih temperatura u Tunisu koja mogu značajno utjecati na proizvodnju nekog voća i orašastih plodova. Na primjer, za najpesimističniji scenarij, samo bi kultivari badema s niskim temperaturama mogli biti održivi. U drugim scenarijima, neke sorte pistacija i breskvi mogle bi biti održive čak i dugoročno za sjeverozapadni dio zemlje (Benmoussa i sur., 2020); Fraga i Santos razmatrali su buduće hlađenje i akumulaciju topline te njihov utjecaj na proizvodnju različitog voća u Portugalu. Predvidjeli su snažan pad zimskog hlađenja koji će ozbiljnije utjecati na najuže regije u zemlji. Sjeverna područja uzgoja jabuka posebno će biti izložena smanjenju hlađenja. Autori su također predvidjeli povećanje akumulacije topline, s većim utjecajem u južnim i obalnim područjima zemlje. Naglasili su da ova činjenica može povećati rizik od štete od mraza zbog napredovanja fenoloških stadija (Rodríguez i sur., 2019, 2021; Fraga i Santos, 2021) usporedio je trenutnu situaciju u proizvodnim područjima nekih umjerenih vrsta voća u Španjolskoj s budućim scenarijima klimatskih promjena u vezi s nakupljanjem hladnoće. Predvidjeli su značajne gubitke hladnoće u nekim područjima (npr. jugoistočno ili područje Gualdalquivira) čak iu bliskoj budućnosti. Za daleku budućnost (>2070), ovi su autori izjavili da s obzirom na trenutna uzgojna područja, kultivari šljive, badema i jabuke mogu biti ozbiljno pogođeni nedostatkom hladnoće (Rodríguez i sur., 2019, 2021).
U ovoj smo studiji procijenili glavne agroklimatske varijable povezane s prilagodbom koštuničavog voća u različitim regijama u Španjolskoj, uključujući one u kojima se odvija najvažnija proizvodnja koštuničavog voća koristeći podatke iz 270 meteoroloških stanica tijekom razdoblja 2000. – 2020. Ovo je popraćeno budućim temperaturnim projekcijama za procjenu razvoja hladnoće i akumulacije topline i budućih vjerojatnosti mraza i ranih nenormalnih vrućina u usporedbi s trenutnom situacijom. Ove informacije mogu biti vrlo korisne za donošenje optimalnih odluka vezanih uz podizanje novih voćnjaka, preseljenje postojećih ili odabir optimalnih sorti za postizanje dugoročnog profita.
Glavni doprinos ovog istraživanja je da smo u isto vrijeme analizirali različite agroklimatske varijable vezane uz prilagodbu koštičavog voća. Ne samo nakupljanje hladnoće za ispunjavanje CR-ova kao što je izvedeno u studiji Rodríguez i sur. (2019, 2021) ali i akumulacija topline za pravilno cvjetanje, rizik od smrzavanja i varijabla koja se rijetko kvantificira u literaturi: vjerojatnost abnormalnih toplinskih događaja zimi koji mogu potaknuti oslobađanje endodormancije s negativnim učinkom na proizvodnju voća, kvalitetu i prinos, kao što je bilo zabilježeno u toplim područjima u proteklim godinama. Koristili smo podatke iz vrlo guste mreže meteoroloških stanica koje pružaju točne metrike za trenutnu situaciju. Usredotočili smo se na trenutna proizvodna područja jer će se odluke o prilagodbi zagrijavanju vjerojatno donositi u onim područjima gdje su odgovarajuće tehnologije i znanje dobro uspostavljeni. U takvim bi područjima preseljenje usjeva proizvelo nepoželjne socioekonomske posljedice i depopulaciju. Nadalje, za karakterizaciju trenutne situacije koristili smo stvarne temperature po satu umjesto procijenjenih, što daje veću točnost rezultata u usporedbi s drugim studijama u kojima su temperature po satu interpolirane iz dnevnih. Korištena razlučivost (~5 km) manja je nego u drugim sličnim studijama u Španjolskoj (Rodríguez i sur., 2019, 2021; Lorite i sur., 2020) i pomaže u donošenju odluka čak i na lokalnoj razini.
Materijali i metode
Klimatski podaci i agroklimatske varijable
Klimatski podaci iz 340 meteoroloških stanica smještenih u glavnim područjima proizvodnje koštuničavog 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 (%), količinu oborina (mm), evapotranspiraciju (ETo, mm) i sunčevo zračenje (W/m2). U nekim od razmatranih postaja pronađeni su nepotpuni zapisi i problemi. Nakon primjene španjolske uredbe (UNE 500540, 2004), odabran je konačni broj od 270 postaja. Podaci o temperaturi po satu bili su potpuni osim praznih sati koji odgovaraju događajima održavanja koji nisu bili ispunjeni jer su činili zanemariv postotak ukupnog broja. Srednje satne temperature u razdoblju 2000. – 2020. korištene su za izračun glavnih agroklimatskih varijabli, uključujući hladnoću i akumulaciju topline, kao i vjerojatnosti potencijalno štetnog mraza i abnormalnih toplinskih događaja zimi. Broj punih godina po postaji varira po postaji: od 5 do 21 godine (medijan = 20) ovisno o postaji.
Akumulacija hladnoće za svaku sezonu izračunata je od 1. studenoga do 28. veljače sljedeće godine. Utah (Richardson i sur., 1974) i dinamički (Fishman i sur., 1987) modeli korišteni su za izvođenje ovog izračuna. Akumulacija topline za svaku sezonu izračunata je od 1. siječnja do 8. travnja (oko 14 tjedana) koristeći Richardson (Richardson i sur., 1974) i Anderson (Anderson i sur., 1986) modeli, koji daju rezultate u rastućim stupnjevima (GDH). Vjerojatnosti pojava mraza i abnormalne vrućine izračunate su po tjednu na sljedeći način: za svaki tjedan, događaj smrzavanja nastupi ako temperatura padne ispod -1°C tijekom najmanje tri uzastopna sata. Zatim se vjerojatnost pojavljivanja mraza u određenom tjednu definira kao broj puta kada je u tom tjednu došlo do najmanje jednog mraza tijekom razdoblja istraživanja podijeljeno s brojem razmatranih godina. Slično tome, nenormalna vrućina se događa ako temperatura poraste iznad 25°C najmanje tri uzastopna sata. Zatim se izračunava vjerojatnost pojave nenormalnih vrućina kao što je objašnjeno za slučajeve mraza. Prvi tjedan započeo je 1. siječnja. Za slučajeve mraza tjedni od 1 do 2 smatrani su reprezentativnim potencijalno opasnim tjednima. Prvi tjedni u rasponu (tj. tjedan 10 do tjedan 2-5) bili bi najopasniji u toplim područjima, dok bi ostali (tj. tjedni 6-5 do tjedan 6) bili kritični u hladnim područjima. Za nenormalne vrućine, razmatrano razdoblje bilo je u rasponu od 10. tjedna prethodne godine (početak prosinca) do 49. tjedna (kraj veljače) kada bi ti događaji mogli potaknuti rano oslobađanje mirovanja povezano s kasnijim problemima u proizvodnji.
Scenariji budućnosti
Što se tiče budućih scenarija, korištene su projekcije temperature koje je izračunala Španjolska državna meteorološka agencija (AEMET). AEMET je posljednjih godina izradio niz referentnih smanjenih projekcija klimatskih promjena nad Španjolskom ili primjenjujući tehnike statističkog smanjivanja na rezultate globalnih klimatskih modela (GCM) ili koristeći informacije generirane tehnikama dinamičkog smanjivanja kroz europske projekte ili međunarodne inicijative kao što su PRUDENCE, ENSEMBLES i EURO-CORDEX (Amblar-Francés i sur., 2018). U ovoj studiji koristili smo predviđene dnevne temperature (tj. maksimalnu i minimalnu) korištenjem statističkog smanjivanja veličine na temelju umjetnih neuronskih mreža. Ovo je procijenjeno kao prikladna metoda za izradu klimatskih projekcija u sadašnjim i budućim scenarijima u Španjolskoj uz istovremeno smanjenje pristranosti GCM modela (Hernanz i sur., 2022a,b) preko mreže razlučivosti 5 km. Razmotrena su dva vremenska horizonta, naime 2025. – 2045. (karakteriziran 2035.) i 2045. – 2065. (okarakteriziran 2055.) kako bi se dobili rezultati za kratkoročni i srednjoročni period. Razmotrena su dva reprezentativna puta koncentracije, tj. RCP4.5 i RCP8.5 (van Vuuren i sur., 2011). Treba napomenuti da je u ovoj studiji korišteno jedanaest GCM-ova (Tablica 1). Rezultati su prikazani korištenjem ansambl metodologija (Semenov i Stratonovič, 2010; Wallach i sur., 2018) gdje su prosječne vrijednosti projicirane metrike (npr. hladnoće i akumulacije topline ili vjerojatnosti) koje su izračunali svi modeli korištene u sljedećim koracima. Temperature po satu za izračun agroklimatskih indeksa simulirane su iz dnevnih pomoću chillR paketa (Luedeling, 2019. (enciklopedijska natuknica).).
Tablica 1
Tablica 1. Popis globalnih klimatskih modela korištenih u ovoj studiji.
Za usporedbu agroklimatskih varijabli u sadašnjem i budućem scenariju, stvarne lokacije meteoroloških stanica uspoređene su s njihovim najbližim točkama na mreži. Najveća, minimalna i srednja udaljenost od meteoroloških postaja do njihovih najbližih točaka u mreži bile su 3.87, 0.26 i 2.14 km, redom. U svim slučajevima (trenutni i budući scenariji), interpolirano područje oko razmatranih meteoroloških postaja (tj. ne dalje od 50 km od najbliže meteorološke postaje) izračunato je pomoću metode obrnutog ponderiranja udaljenosti.
Rezultati
Akumulacija hladnoće
Kao što je gore navedeno, za izračun akumulacije hladnoće korištena su dva modela, naime Utah (u jedinicama za hlađenje) i dinamički model (u obrocima). Korištenjem srednjih vrijednosti ukupne akumulirane hladnoće unutar cijelog razdoblja za sve postaje, pronađena je vrlo visoka korelacija između oba indeksa (R2 = 0.95, Dodatna slika 1). Stoga se rezultati prezentiraju koristeći samo jedan od njih (dijela). Slika 2 prikazuje prostorne obrasce srednjih udjela hladnoće tijekom različitih razmatranih razdoblja. U trenutnoj situaciji možemo vidjeti da postoji nekoliko zemljopisnih područja s visokom akumulacijom hladnoće (≥75 dijelova), poput doline Ebro, sjeverne Extremadure i nekih unutarnjih područja u Sredozemlju. Samo u Sredozemlju i dolini Guadalquivira nalaze se topla područja s akumulacijom hladnoće ispod 60 stupnjeva (čak i ispod 50 u nekim izoliranim područjima). Budući scenariji pokazuju jasno smanjenje akumulirane hladnoće u toplim područjima, u sjevernoj Extremaduri i nekim unutarnjim područjima Sredozemlja. Smanjenje akumulirane hladnoće u dolini Ebro bit će proizvedeno u istočnom dijelu tog područja, dok će unutrašnjost akumulirati značajnu zimsku hladnoću čak i u najpesimističnijem scenariju (npr. 2055_RCP8.5). Učinci globalnog zatopljenja preko pada zimskih hladnoća intenzivniji su u scenariju 2055_RCP8.5 kao što se i očekivalo. Dodatne tablice 1-4 pokazuju prosječnu akumulaciju hladnoće u razmatranom razdoblju (1. studenog do kraja veljače) u dijelovima za sve lokacije i modele u svakom razmatranom budućem scenariju. Prikazana je srednja vrijednost outputa jedanaest modela, kao i registrirana akumulirana hladnoća za razdoblje 2000.-2020. radi usporedbe.
Slika 2
SLIKA 2. Akumulacija hladnoće u glavnim područjima proizvodnje kamena u Španjolskoj za trenutnu situaciju (otprilike 2000–2020), dva vremenska horizonta (2025–2045 i 2045–2065) i dva buduća scenarija (RCP4.5 i RCP8.5).
Kako bi se provjerilo hoće li očekivani pad akumulacije hladnoće imati sličan utjecaj na lokacije ovisno o njihovoj trenutnoj akumulaciji hladnoće, izvršena je klasifikacija 270 meteoroloških postaja, dijeleći ih u smislu prosječnih akumuliranih udjela 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 dijagrame akumuliranih dijelova u svakom scenariju za tri vrste lokacija. Uočeni pad akumulacije hladnoće očekivan je prema svakom scenariju. U smislu razlika u srednjim vrijednostima između sadašnjih i budućih scenarija, čini se da tri vrste lokacija pokazuju isto ponašanje (što znači da su postotni gubici veći u područjima niske akumulacije). Međutim, širenje podataka je vrlo različito. Područja niske i velike akumulacije hladnoće pokazuju nižu disperziju (s nekim odstupanjima u donjem dijelu distribucije) od srednjih područja, koja predstavljaju veću disperziju, ali ne i odstupanja. Analiza ovih izvanrednih vrijednosti za područja visoke akumulacije hladnoće otkriva da vanjska vrijednost za sva četiri buduća scenarija odgovara lokaciji unutarnjeg Mediterana (Játiva). Za područja niske akumulacije hladnoće, ekstrem u svakom slučaju (uključujući trenutni scenarij) odgovara obalnom mediteranskom položaju (Almería). Izdaci za gornji kraj distribucije u područjima niske akumulacije hladnoće odgovaraju unutarnjim lokacijama u Sredozemlju (tj. Montesa, Callosa de Sarriá i Murcia) iako bi mogli biti artefakti budući da projekcije predviđaju veću akumulaciju hladnoće u budućnosti nego u trenutnoj scenarij. One bi mogle biti uzrokovane mogućim klimatskim razlikama između stvarne lokacije meteoroloških stanica i njihove najbliže točke u mreži za buduće projekcije.
Slika 3
SLIKA 3. Dijagrami akumulirane hladnoće u svim scenarijima za niske (<60 porcija), srednje (između 60 i 80 porcija) i visoke (>80 porcija) postaje za akumulaciju hladnoće, odnose se na trenutni scenarij.
Akumulacija topline
Akumulacija topline izračunata je pomoću dva modela (tj. Richardsonov i Andersonov model) slično kao i akumulacija hladnoće. Također je pronađena visoka korelacija između ishoda oba modela (R2 = 0.998, Dodatna slika 2). Stoga su rezultati prikazani koristeći samo ishode Andersonovog modela. Slika 4 prikazuje prostorne obrasce srednjeg GDH tijekom različitih razmatranih razdoblja. Čini se da su svi scenariji u vezi s GDH obrnuto povezani s njihovim odgovarajućim scenarijima akumulacije hladnoće (Slika 2). Mjesta na kojima je niska akumulacija hladnoće predstavljaju veliku akumulaciju topline i obrnuto. Kako se akumulacija hladnoće smanjuje u budućim scenarijima, akumulacija topline raste proporcionalno u svakom području. Na primjer, Pearsonov koeficijent korelacije između izgubljene akumulacije hladnoće i dobivene akumulacije topline za trenutni scenarij i scenarij 2055_RCP8.5 je 0.68 (p-vrijednost < 1e-15).
Slika 4
SLIKA 4. Akumulacija topline u glavnim područjima proizvodnje kamena u Španjolskoj za trenutnu situaciju (otprilike 2000-2020), dva vremenska horizonta (2025-2045 i 2045-2065) i dva buduća scenarija (RCP4.5 i RCP8.5)
Kao iu slučaju akumulacije hladnoće, učinci povećanja GDH su intenzivniji u scenariju 2055_RCP8.5 kao što se i očekivalo. Dodatne tablice 5-8 prikazuju srednju akumulaciju topline u promatranom razdoblju (1. siječnja – 8. travnja) u GDH za sve lokacije i modele u svakom razmatranom scenariju. Prikazana je srednja vrijednost izlaza jedanaest modela, kao i registrirana akumulirana toplina za razdoblje 2000. – 2020. radi usporedbe.
Vjerojatnosti pojave mraza i neuobičajene vrućine
Vjerojatnost pojave mraza kako je gore definirano prikazana je u Slika 5 uspoređujući 2. – 10. tjedan za trenutni scenarij i scenarije 2035_RCP4.5 i 2055_RCP8.5 (samo vjerojatnosti ≥ 10%). U trenutnoj situaciji, značajne vjerojatnosti pojave mraza zabilježene su posebno u područjima doline rijeke Ebro, ali i sjevernoj Extremaduri i unutarnjim područjima Sredozemlja. Vjerojatnosti mraza smanjuju se od 2. do 10. tjedna kao što se i očekivalo, ali neke određene lokacije u dolini Ebro i dalje predstavljaju značajnu vjerojatnost mraza u 10. tjednu. Analizirani budući scenariji u Slika 5 su najoptimističniji (tj. 2035_RCP4.5) i pesimistični (tj. 2055_RCP8.5) u pogledu porasta temperature. Vjerojatnost pojave mraza nestaje od Extremadure i smanjuje se u svim područjima, dok samo smanjena područja doline Ebro i neka izolirana područja u unutrašnjosti Sredozemlja pokazuju vjerojatnosti iznad 10% čak iu 10. tjednu. Kao u trenutnoj situaciji, vjerojatnosti mraza smanjuju se od tjedana 2 do 10. Zanimljivo je da scenariji 2035_RCP4.5 i 2055_RCP8.5 predstavljaju slične slike u smislu vjerojatnosti pojave mraza, otkrivajući da će dolina Ebro i neke unutarnje mediteranske lokacije proći kroz događaje mraza u svim razmatranim scenarijima.
Slika 5
SLIKA 5. Vjerojatnost pojave mraza u glavnim područjima proizvodnje kamena u Španjolskoj za 2. do 10. tjedan za trenutne scenarije 2035_RCP4.5 i 2055_RCP8.5.
Rasprava i zaključak
Ova studija pokušala je okarakterizirati glavna područja proizvodnje koštuničavog voća u Španjolskoj koristeći povijesne agroklimatske podatke (osobito temperature) iz 270 meteoroloških stanica raspoređenih po tim područjima i usporediti rezultate s budućim projekcijama u dva vremenska horizonta i RCP scenarijima. Područja istraživanja odabrana su na temelju činjenice da će se sadašnje i buduće odluke koje će se donijeti u vezi s uzgojem koštičavog voća (tj. breskve, marelice, šljive i trešnje) uglavnom donositi unutar trenutnih proizvodnih područja, gdje znanje i tehnologija za uzgoj ovih usjeva su snažno instalirani. Stoga se ova studija ne fokusira na druge buduće potencijalne lokacije za uzgoj koštičavog voća.
Glavne izračunate varijable, tj. hladnoća i akumulacija topline, otkrivaju da su razmatrana područja prilično raznolika s agroklimatskog gledišta i da će klimatske promjene imati važan utjecaj, posebno u najtoplijim područjima čak iu srednjem roku. Modeli korišteni za izračun bilo kojeg od njih (tj. Utah i Dynamic za hladnoću i Richardson i Anderson za akumulaciju topline) pokazuju vrlo visoke korelacije kao što je prethodno utvrđeno Ruiz i sur. (2007, 2018).
Predviđa se značajno smanjenje nakupljanja hladnoće u svim područjima, što se slaže s prethodnim studijama u mediteranskim područjima (Benmoussa i sur., 2018, 2020; Rodríguez i sur., 2019; Delgado i sur., 2021; Fraga i Santos, 2021). Smanjenje akumulacije hladnoće bit će slično u apsolutnim vrijednostima u svim istraživanim regijama, ali one najtoplije (tj. mediteransko područje i dolina Guadalquivir) mogu biti mnogo više pogođene u smislu prikladnosti uzgoja koštuničavog voća jer je njihova trenutna situacija već ograničenje za mnoge kultivare. U hladnim područjima kao što su dolina Ebro i Extremadura, smanjenje nakupljanja hladnoće u načelu neće biti prepreka za nastavak uzgoja, iako će u nekim posebnim hladnim područjima u Extremaduri i na Mediteranu smanjenje nakupljanja hladnoće biti intenzivnije nego u drugim hladnim područjima. Valja napomenuti da je, prema Slika 3, uočava se nagli pad akumulacije hladnoće između trenutne situacije i bliske budućnosti. Razlučivost korištene mreže, čak i ako je dobra (~5 km), može biti uzrok ovog učinka. Drugi mogući izvori odstupanja koji dovode do pretjeranih razlika između projiciranih i stvarnih vrijednosti mogli bi biti preostale pristranosti GCM modela koje nisu u potpunosti minimizirane tijekom procesa smanjivanja veličine ili činjenica da uspoređujemo izračune izvršene sa stvarnim temperaturama po satu (tj. trenutnim scenarij) i proračuni provedeni s idealiziranim temperaturnim krivuljama izvedenim iz projiciranih dnevnih maksimalnih i minimalnih temperatura (Linvill, 1990) za buduće scenarije. Slične nagle padove u bliskoj budućnosti također su primijetili Rodríguez i dr., koji su predvidjeli smanjenje do 30 porcija za hlađenje za razdoblje 2021. – 2050. na nekim lokacijama u Španjolskoj (Rodríguez i sur., 2019), što se slaže s našim rezultatima. Benmoussa i sur. (2020), Delgado i sur. (2021.)i Fraga i Santos (2021.) također je izvijestio o iznenadnim padovima između povijesnog i budućeg scenarija u Tunisu, Portugalu i Asturiji (sjeverna Španjolska). Kao u našem slučaju, ove su studije također pokazale da se u bliskoj budućnosti neće pojaviti značajne razlike za akumulirano hlađenje, bez obzira na razmatrani RCP. Suprotno akumulaciji hladnoće, akumulacija topline će porasti u svim scenarijima (osobito u 2055_RCP8.5 kako se očekuje), a njezin razvoj je inverzan razvoju akumulacije hladnoće. To je također primijetio Fraga i Santos (2021.) za Portugal.
Također su izračunate vjerojatnosti pojava mraza i abnormalne vrućine u tjednima u kojima mogu značajno utjecati na prinos i proizvodnju (npr. kasni mraz ili abnormalna vrućina prije oslobađanja endodormancije). Za trenutni scenarij, mraz je češći u hladnim područjima, kao što se i očekivalo. Nenormalne vrućine u ključnim tjednima bile su koncentrirane u području Sredozemlja tijekom proteklih godina, ali s vrlo malom vjerojatnošću. Buduće procjene za ove varijable pokazuju da slučajevi mraza u tjednima u kojima proizvodnja koštuničavog voća može biti pogođena (Miranda i sur., 2005; Julian i sur., 2007. (enciklopedijska natuknica).) smanjivat će se kako stoljeće odmiče i bit će rjeđi za RCP8.5, što se slaže s prethodnim studijama (Leolini i sur., 2018). Međutim, neka područja doline rijeke Ebro i određene unutarnje lokacije mediteranskih područja i dalje će biti podvrgnuta značajnom broju pojava mraza unutar postojećih tjedana, čak i u najtoplijem scenariju (tj. 2055_RCP8.5, Slika 5). Definicija mraza u smislu temperature i vremena izloženosti usko je povezana s fenološkim stadijem postojećeg kultivara (Miranda i sur., 2005). S obzirom na veliki izbor mogućih kultivara koštičavog voća, od vrlo niskog do vrlo visokog CR-a, i broj analiziranih lokacija, od hladnih do toplih, utvrđivanje definicija događaja mraza za pojedine sorte/lokacije nije izvedivo u ovoj studiji zbog ogromne količine uključene informacije. Ove vrste studija obično se provode korištenjem nekoliko lokacija i/ili kultivara, poput one koju provodi Lorite i sur. (2020) za bademe u Španjolskoj, Fernandez i sur. (2020) u Čileu, koji je izračunao minimalne temperature ispod 0°C tijekom razdoblja cvatnje najreprezentativnijih listopadnih vrsta voćaka koje se uzgajaju na svakom od devet razmatranih mjesta, ili Parker i sur. (2021) koji su razmatrali različite temperature i fenološke faze za tri vrste (tj. bademe, avokado i naranče), ali su također izvršili opću 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 okarakterizirati razvoj pojava mraza, a ne povezati specifične štete s određenim kultivarima, što bi podrazumijevalo drugačiju studiju. Ova je definicija usvojena nakon preuzimanja mišljenja stručnjaka. Zbog velikog broja kultivara u smislu CR i HR te raznolikosti temperaturnih režima u razmatranim područjima u ovom istraživanju, odabrali smo one tjedne (od 2 do 10) u kojima su mogle biti sve (ili većina) kombinacije sorta/lokacija. osjetljivi na oštećenja od mraza prema njihovom fenološkom stadiju. U svrhu donošenja odluka, proizvođači bi trebali odabrati kartu koja najbolje odgovara njihovoj konkretnoj situaciji (tj. kultivar/lokacija) kako bi donijeli optimalnu odluku. Općenito, topla područja i/ili kultivari s ranom cvatnjom bit će povezani s ranijim tjednima u razmatranom rasponu, dok će hladna područja i/ili kultivari s kasnom cvatnjom biti povezani s kasnijim tjednima u razmatranom rasponu. Neuobičajeni toplinski događaji zimi koji mogu potaknuti rano oslobađanje endodormancije, što negativno utječe na proizvodnju (Viti i Monteleone, 1995; Rodrigo i Herrero, 2002; Ladwig i sur., 2019), bit će povećan uglavnom u dolini Guadalquivir, obalnim mediteranskim područjima, a također i u Extremaduri i nekim područjima doline Ebro sredinom ili krajem veljače (Slika 6). Kvantifikacija ove metrike obično se ne obrađuje u literaturi, ali može izazvati važne proizvodne probleme u toplim područjima kao što je primijećeno posljednjih godina. Opet, postavljanje 25°C ili više tijekom najmanje tri uzastopna sata za definiranje takvog događaja bilo je motivirano mišljenjima stručnjaka. Slično kao i kod vjerojatnosti pojave mraza, odabrali smo one tjedne (od 49 do 8) u kojima bi sve (ili većina) kombinacija kultivara/lokacije mogle biti osjetljive na utjecaj ovih događaja u skladu s njihovim fenološkim stadijem. Općenito, topla područja i/ili kultivari s ranom cvatnjom bit će povezani s ranijim tjednima u razmatranom rasponu, dok će hladna područja i/ili kultivari s kasnom cvatnjom biti povezani s kasnijim tjednima u razmatranom rasponu.
Agroklimatska metrika izračunata u ovoj studiji pruža vrijedne informacije proizvođačima za odabir najprikladnijih kultivara u svakom proizvodnom području s adaptivnog gledišta. Svaki kultivar ima svoje CR za prekidanje endodormancije (Campoy i sur., 2011.b; Fadón i sur., 2020b). Smanjenje nakupljanja hladnoće, kako je predviđeno u budućim scenarijima, može uzrokovati da kultivari koji se trenutno uzgajaju ne ispune svoj CR u određenim područjima, posebno u područjima Mediterana i doline Guadalquivir, koja su već topla. To bi uključivalo nepotpuno otpuštanje endodormancije koje utječe na voćke u tri glavna aspekta, naime, opadanje cvjetnih pupova (a time i slabo cvjetanje), kašnjenje u cvatnji i nicanju te nedostatak ujednačenosti u oba procesa, što dovodi do ozbiljnih problema u proizvodnji (Legave i dr., 1983; Erez, 2000. (enciklopedijska natuknica).; Atkinson i sur., 2013). Sve to može uzrokovati značajne ekonomske gubitke proizvođačima. U tom kontekstu, znanje o CR-u za različite kultivare je ključno, iako su trenutno dostupne informacije relativno rijetke za koštičave voćke (Fadón i sur., 2020b), uključujući breskvu (Maulión i sur., 2014), marelica (Ruiz i sur., 2007), šljiva (Ruiz i sur., 2018), i slatke trešnje (Alburquerque i dr., 2008).
U toplim područjima poput Mediterana i doline Guadalquivir, gdje je akumulirana hladnoća ispod 60 udjela u trenutnoj situaciji, uzgajaju se sorte ranog sazrijevanja s CR između 30 i 60 udjela. Ispunjavanje CR-a za ove sorte može biti ugroženo u svim analiziranim budućim scenarijima (Slika 2). Kako bi se osigurala prilagodljivost različitih vrsta/kultivara tim područjima, možda će biti potrebno preseljenje, a neke od kultivara treba premjestiti u bliska područja (unutarnje zone u mediteranskom području ili prema Extremaduri u slučaju doline Guadalquivira) gdje će CR biti ispunjen čak iu budućim scenarijima, a očekuje se smanjenje rizika od smrzavanja. U tom kontekstu, uvođenje ili razvoj kultivara s vrlo niskim CR postaje ključni cilj koji treba razmotriti u programima oplemenjivanja postojećih vrsta/kultivara, posebno kako bi bile prikladne za topla područja gdje će prilagodba trenutnih kultivara biti u opasnosti u budućnosti scenariji. U protivnom ova područja neće moći zadržati svoje proizvodne i gospodarske aktivnosti vezane uz proizvodnju koštičavog voća. Osim toga, također bi se mogle primijeniti različite agronomske prakse i strategije kako bi se smanjilo smanjenje nakupljanja hladnoće u tim područjima barem lokalno. Primjena biostimulansa za prekidanje endodormancije prije ispunjenja CR ili uporaba mreža za zasjenjivanje tijekom različitih faza mirovanja već je opisana u toplim područjima za proizvodnju koštičavog voća (Gilreath i Buchanan, 1981; Erez, 1987. (enciklopedijska natuknica).; Costa i sur., 2004; Campoy i sur., 2010; Petri i sur., 2014. (enciklopedijska natuknica).), iako se moraju provesti daljnja istraživanja i optimizacija kako bi se ove tehnike učinile učinkovitijima i promicala njihova sustavna uporaba. Nasuprot tome, u najhladnijim proizvodnim područjima poput doline Ebro, sjeverne Extremadure i nekih unutarnjih lokacija u mediteranskom području, očekuje se manje pojava mraza, što bi moglo omogućiti ranije kultivare od sadašnjih, što bi povećalo broj održivih kultivara i, dakle ponudu tržištu s pozitivnim ekonomskim posljedicama za prostor. Općenito, u svim proizvodnim područjima ključno je razmotriti kultivare koji se trenutno uzgajaju i analizirati koji su na rubu ispunjenja CR kako bi ih zamijenili ili premjestili ili uveli gore opisane prakse upravljanja kako bi se osigurala prilagodba novim klimatskim promjenama scenariji.
Što se tiče akumulacije topline, budući scenariji predviđaju povećanje ove varijable u svim razmatranim područjima (Slika 4). U toplim i srednje toplim područjima ova varijabla nije odlučujuća kao nakupljanje hladnoće, ali može imati relevantan utjecaj na fenologiju, stvarajući napredak u datumima cvjetanja i time povećavajući potencijalni rizik od ozljeda od mraza (Mosedale i sur., 2015; Unterberger i sur., 2018; Ma et al., 2019). Kao dodatnu točku, ovo unaprijed cvjetanje će uključivati i unaprijed sazrijevanje (Peñuelas i Filela, 2001; Campoy i sur., 2011.b), o čemu proizvođači moraju voditi računa kako bi strateški plasirali svoje proizvode na tržište. Nasuprot tome, u hladnim područjima nedostatak akumulacije topline u trenutnoj situaciji može štetiti fenološkom razvoju i rastu plodova (Fadón i sur., 2020a). Ova trenutno hladna područja pogodovat će predviđenom povećanom akumulacijom topline za buduće scenarije. Kao što je prikazano u Slika 6, događaji neuobičajene vrućine bit će češći u budućim scenarijima na datume kada voćke još nisu pustile endodormantnost, posebno u toplim područjima poput doline Guadalquivira i mediteranskih lokacija. Ti događaji mogu imati vrlo negativan učinak kada su CR djelomično pokriveni (oko 60-70%), izazivajući nepotpuno oslobađanje mirovanja koje može uključivati vegetativne probleme i probleme s cvjetanjem, s negativnim utjecajem na zametanje plodova i prinos (Rodrigo i Herrero, 2002; Campoy i sur., 2011a).
U svakom slučaju, promjene u režimima hladnoće i akumulacije topline nemaju zajednički učinak na sve sorte i njihove lokacije jer se mogu pojaviti neki kompenzacijski učinci u vezi s ravnotežom hladnoće/akumulacije topline u smislu oslobađanja endodormancije ili predviđanja datuma cvjetanja (Pope i sur., 2014). Osim toga, agroklimatska karakterizacija lokacija na vrlo lokalnoj razini može zahtijevati posebnu kalibraciju podataka zbog prostorne heterogenosti (Lorite i sur., 2020) za donošenje najboljih odluka u vezi s optimalnim odabirom kultivara. Rezultati prikazani u ovoj studiji mogu biti korisni ne samo za proizvodnju koštuničavog voća, već i za druge vrste voća umjerenog podneblja od ogromne važnosti u postojećim područjima, npr. vinova loza u La Rioji (dolina Ebro) ili druga. Ovi rezultati mogu biti osnova sustava za podršku odlučivanju za pomoć proizvođačima u donošenju optimalnih strateških odluka (npr. odabir kultivara, premještanje i provedba praksi upravljanja ublažavanjem) u srednjoročnom i dugoročnom razdoblju.
Izjava o dostupnosti podataka
Izvorni prilozi prezentirani u studiji uključeni su u članak/Dopunski materijal, daljnji upiti mogu se uputiti odgovarajućim autorima.
Doprinosi autora
MC, JG-B, JG i DR osmislili su i dizajnirali studiju. MC je dao agroklimatske podatke za trenutni scenarij. JAE je izvršio izračune za buduće scenarije. JAE i DR napisali su glavni dio rukopisa. JE je pružio informacije o tehničkim agronomskim aspektima. JG je upravljao inovacijskim projektom koji je financirao ovo istraživanje. Svi su autori revidirali dokument i odobrili dostavljenu verziju.
Finansiranje
Financijsku potporu pružilo je španjolsko Ministarstvo poljoprivrede, ribarstva i prehrane kroz Inovacijski projekt „Prilagodba sektora koštičavog voća klimatskim promjenama” (REF: MAPA-PNDR 20190020007385) i PRIMA, program podržan u okviru H2020, okvira Europske unije program za istraživanje i inovacije (projekt „AdaMedOr”; broj potpore PCI2020-112113 španjolskog Ministarstva znanosti i inovacija).
Sukob interesa
Autori izjavljuju da je istraživanje provedeno u nedostatku komercijalnih ili financijskih odnosa koji bi se mogli protumačiti kao potencijalni sukob interesa.
Napomena izdavača
Sve tvrdnje izražene u ovom članku isključivo su tvrdnje autora i ne predstavljaju nužno tvrdnje njihovih pridruženih organizacija ili tvrdnje izdavača, urednika i recenzenata. Izdavač ne jamči niti podržava bilo koji proizvod koji bi se mogao ocijeniti u ovom članku ili tvrdnju koju bi mogao postaviti njegov proizvođač.
Zahvale
Zahvaljujemo svim članovima španjolske 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 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
Dopunska slika 1 | Korelacija između srednjih akumuliranih udjela i jedinica za hlađenje za trenutni scenarij u svim meteorološkim postajama.
Dopunska slika 2 | Korelacija između srednje akumulirane GDH za Anderson i Richardson modele za trenutni scenarij u svim meteorološkim postajama.
Reference
Alburquerque, N., García-Montiel, F., Carrillo, A., i Burgos, L. (2008.). Zahtjevi za hlađenjem i toplinom kultivara trešnje i odnos između nadmorske visine i vjerojatnosti zadovoljenja zahtjeva za hlađenjem. Okolina. 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 stvaranje projekcija klimatskih promjena koje hrane španjolsku zajednicu utjecaja. Adv. Sci. Res. 15, 217-230.
Anderson, JL, Richardson, EA, i Kesner, CD (1986). Validacija rashladne jedinice i fenoloških modela cvjetnih pupova za višnju “Montmorency”. Acta Hortic. 1986, 71–78. doi: 10.17660/ActaHortic.1986.184.7
Atkinson, CJ, Brennan, RM, i Jones, HG (2013). Opadanje hlađenja i njegov utjecaj na umjerene višegodišnje usjeve. Okolina. 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 voćnjacima orašastih plodova u središnjem Tunisu. 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 voća i orašastih plodova 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. (2011.a). Visoke temperature i vrijeme do puštanja pupova u niskim temperaturama za marelicu 'Palsteyn'. Prema 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. (2011.b). Mirovanje u umjerenim voćkama u kontekstu globalnog zatopljenja: pregled. Sci. Hortic. 130, 357–372. doi: 10.1016/j.scienta.2011.07.011
Campoy, JA, Ruiz, D. i Egea, J. (2010.). Učinci zasjenjenja i tretiranja tidiazuronom + uljem na prekid mirovanja, cvjetanje i zametanje plodova kod marelice u toploj 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.). Štete od klimatskih promjena i 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.). Promatrana i modelirano simulirana varijabilnost arktičke temperature 20. stoljeća: model kanadskog zemaljskog sustava CanESM2. Atmos. Chem. Phys. Razgovarajte. 11, 22893–22907. doi: 10.5194/acpd-11-22893-2011
Costa, C., Stassen, PJC, i Mudzunga, J. (2004.). Kemijska sredstva za razbijanje ostataka za južnoafričku industriju jabučičastog i koštuničavog 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 tijekom mirovanja kod stabala jabuka iz sjeverozapadne Španjolske – Globalno zatopljenje može ugroziti uzgoj kultivara s visokom hladnoćom. 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 povezani 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 Zemljinog sustava IPSL-CM5: od CMIP3 do CMIP5. Clim. Dyn. 40, 2123–2165. doi: 10.1007/s00382-012-1636-1
Erez, A. (1987). Kemijsko suzbijanje pucanja pupova. HortScience 22, 1240-1243.
Erez, A. (2000). „Dormantnost pupoljaka; Fenomen, problemi i rješenja u tropima i suptropima,” u Umjereni usjevi voća u toplim klimama, ur. 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 listopadnog drveća. Agronomija 10:241. doi: 10.3390/agronomija10020241
Fadón, E., Herrera, S., Guerrero, BI, Guerra, ME, i Rodrigo, J. (2020b). Zahtjevi za hlađenjem i toplinom stabala koštičavog voća (Prunus sp.). Agronomija 10:409. doi: 10.3390/agronomija10030409
FAOSTAT (2019). Podaci o hrani i poljoprivredi. Rim: FAO.
Fernandez, E., Whitney, C., Cuneo, IF, i Luedeling, E. (2020.). Izgledi smanjenja zimske hladnoće za proizvodnju listopadnog voća u Čileu tijekom 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 biljaka: matematička analiza modela u dva koraka koji uključuje kooperativni prijelaz. J. Theor. Biol. 124, 473–483. doi: 10.1016/S0022-5193(87)80221-7
Fraga, H. i Santos, JA (2021). Procjena utjecaja klimatskih promjena na hlađenje i tjeranje za glavne regije svježeg voća u Portugalu. Ispred. Plant Sci. 12:1263. doi: 10.3389/fpls.2021.689121
Gilreath, PR, i Buchanan, DW (1981). Razvoj cvjetnih i vegetativnih pupova nektarine "Sungold" i "Sunlite" pod utjecajem hlađenja isparavanjem prskanjem iznad glave tijekom mirovanja. J. Am. Soc. Hortić. 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. u simulacijama MPI-ESM za projekt međusobne usporedbe povezanih modela, faza 5. J. adv. Model. Sustav Zemlje 5, 572–597. doi: 10.1002/jame.20038
Giorgi, F. i Lionello, P. (2008). Projekcije klimatskih promjena za područje Sredozemlja. 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 marelica 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). Rubovi distribucije kao prirodni laboratoriji za zaključivanje reakcija cvjetanja vrsta na klimatsko zagrijavanje i implikacije za rizik od smrzavanja. 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 s klimom. 1. izd. Madison: Američko društvo agronomije.
Hernanz, A., García-Valero, JA, Domínguez, M., Ramos-Calzado, P., Pastor-Saavedra, MA, i Rodríguez-Camino, E. (2022a). Procjena statističkih metoda smanjivanja za projekcije klimatskih promjena u Španjolskoj: trenutni uvjeti 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). Procjena statističkih metoda smanjivanja za projekcije klimatskih promjena nad Španjolskom: budući uvjeti s pseudo realnošću (eksperiment prenosivosti). Int. J. Climatol. 2022:7464. doi: 10.1002/joc.7464
IPCC (2021). Klimatske promjene 2021.: Osnove fizičke znanosti. Doprinos Radne skupine I Šestom izvješću o procjeni Međuvladinog panela o klimatskim promjenama. 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 sustava Pekinškog normalnog sveučilišta (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). Opadanje cvjetnih pupova i oštećenja od mraza prije cvatnje kod marelice (Prunus armeniaca L.). J. Appl. Bot. Kvaliteta hrane 81, 21-25.
Ladwig, LM, Chandler, JL, Guiden, PW, i Henn, JJ (2019). Ekstremno toplo zimsko razdoblje uzrokuje iznimno rano pucanje pupova za mnoge drvenaste vrste. ekosfere 10:e02542. doi: 10.1002/ecs2.2542
Legave, JM, Garcia, G. i Marco, F. (1983). Neki opisni aspekti procesa padanja cvjetnih pupova ili mladih cvjetova promatranih na stablu marelice u južnoj Francuskoj. 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 Europi. Ratarski usjevi Res. 222, 197–208. doi: 10.1016/j.fcr.2017.11.018
Linvill, DE (1990). Izračunavanje sati hlađenja i jedinica za hlađenje iz dnevnih maksimalnih i minimalnih promatranja 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 utjecajima klimatskih promjena i strategije prilagodbe za usjeve stabala: studija slučaja voćnjaka badema u južnoj Europi. Agric. Za. Meteorol. 294:108142. doi: 10.1016/j.agrformet.2020.108142
Luedeling, E. (2012). Utjecaj klimatskih promjena na zimske hladnoće 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 analizu fenologije u umjerenim voćkama. R paket verzija 0.70.21.
Luedeling, E., Girvetz, EH, Semenov, MA, i Brown, PH (2011.). Klimatske promjene utječu na zimsku hladnoću za umjerene voćke 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 umjerenim voćkama. Agric. Za. Meteorol. 307:108491. doi: 10.1016/j.agrformet.2021.108491
Ma, Q., Huang, J.-G., Hänninen, H., i Berninger, F. (2019.). Različiti trendovi u riziku oštećenja drveća od proljetnog mraza u Europi s 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 mreža protiv insekata 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). Usporedba metoda za procjenu potreba za hlađenjem i toplinom genotipova nektarine i breskve za cvatnju. Sci. Hortic. 177, 112–117. doi: 10.1016/j.scienta.2014.07.042
MedECC (2020). Klimatske i ekološke promjene u mediteranskom bazenu – trenutno stanje i rizici za buduće Prvo izvješće 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 razine ozljede za neke uzgojene vrste prunus. 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 prilagodbe voćnih vrsta umjerenog pojasa. Računanje. 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 uvjetima: promjene rizika od smrzavanja i uvjeta cvatnje vinove loze. PLoS ONE 10: e0141218. doi: 10.1371 / journal.pone.0141218
Olesen, JE, i Bindi, M. (2002). Posljedice klimatskih promjena za europsku 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 kalifornijske voćnjake. Sci. Totalna okolina. 762:143971. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.143971
Peñuelas, J., i Filela, I. (2001). Odgovori na zagrijavanje svijeta. Znanost 294, 793 – 795. doi: 10.1126 / science.1066860
Petri, JL, Leite, GB, Couto, M., Gabardo, GC, i Haverroth, FJ (2014.). Kemijska indukcija pucanja pupova: proizvodi nove generacije koji zamjenjuju vodikov cijanamid. 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., i Herrero, M. (2002). Utjecaj temperatura prije cvatnje na razvoj cvjetova i zametanje plodova kod marelice. 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). Hladno nakupljanje u voćkama u Španjolskoj pod klimatskim promjenama. Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 19, 1087–1103. doi: 10.5194/nhess-19-1087-2019
Ruiz, D., Campoy, JA, i Egea, J. (2007). Zahtjevi kultivara marelice za cvjetanje prema hladnoći i toplini. Okolina. Exp. Bot. 61, 254–263. doi: 10.1016/j.envexpbot.2007.06.008
CrossRef Cijeli tekst | Google znalca
Ruiz, D., Egea, J., Salazar, JA, i Campoy, JA (2018). Zahtjevi kultivara japanske šljive za cvjetanje prema hlađenju i toplini. 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). Učinci tropskih ciklona na prijenos topline preko oceana u modelu opće cirkulacije visoke rezolucije. J. Clim. 24, 4368-4384. doi: 10.1175/2011JCLI4104.1
Semenov, MA, i Stratonovitch, P. (2010.). Korištenje skupova više modela iz globalnih klimatskih modela za procjenu utjecaja klimatskih promjena. Clim. Res. 41, 1–14. doi: 10.3354/cr00836
UNE 500540 (2004). Mreže automatskih meteoroloških postaja: Smjernice za provjeru podataka o vremenu iz mreža postaja. 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 putovi koncentracije: pregled. Clim. Chan. 109:5. doi: 10.1007/s10584-011-0148-z
Viti, R., i Monteleone, P. (1995). Utjecaj visoke temperature na prisutnost anomalija cvjetnih pupova kod dvije sorte marelice različite produktivnosti. Acta Hortic. 1995, 283–290. doi: 10.17660/ActaHortic.1995.384.43
Volodin, EM, Dianskii, NA, i Gusev, AV (2010). Simulacija današnje klime pomoću INMCM4.0 spojenog modela atmosferske i oceanske opće cirkulacije. Izv. atmosfera Ocean. Phys. 46, 414–431. doi: 10.1134 / S000143381004002X
Wallach, D., Martre, P., Liu, B., Asseng, S., Ewert, F., Thorburn, PJ, et al. (2018). Ansambli više modela poboljšavaju predviđanja interakcije usjeva, okoliša i upravljanja. 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 pokusa 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 sustava 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 osnovna izvedba. J. Meteorol. Soc. Jpn. Ser II 90, 23–64. doi: 10.2151/jmsj.2012-A02
Ključne riječi: Prunus, koštuničavo voće, prilagodba, hladnoća, fenologija, opasnost od smrzavanja, izbor sorte, agroklimatska metrika
Citat: Egea JA, Caro M, García-Brunton J, Gambín J, Egea J i Ruiz D (2022) Agroklimatska metrika za glavna područja proizvodnje koštičavog voća u Španjolskoj u sadašnjim i budućim scenarijima klimatskih promjena: implikacije s gledišta prilagodbe. Ispred. Plant Sci. 13:842628. doi: 10.3389/fpls.2022.842628
Primljeno: 23 prosinac 2021; prihvaćeno: 02 Svibanj 2022;
Objavljeno: 08 lipanj 2022.
Uredio:Hisayo Yamane, Sveučilište Kyoto, Japan
Recenziju napisao:Liang Guo, Sveučilište Northwest A&F, Kina
Kirti Rajagopalan, Državno sveučilište Washington, Sjedinjene Države
autorsko pravo © 2022 Egea, Caro, García-Brunton, Gambín, Egea i Ruiz. Ovo je članak otvorenog pristupa koji se distribuira pod uvjetima Licenca za priznanje Creative Commons (CC BY), Upotreba, distribucija ili reprodukcija na drugim forumima je dopuštena, pod uvjetom da su izvorni autor (i) i vlasnici autorskih prava priznati i da je izvorna publikacija u ovom časopisu citirana, u skladu s prihvaćenom akademskom praksom. Nije dopušteno korištenje, distribucija ili reprodukcija koje nisu u skladu s ovim uvjetima.
*Dopisivanje: Jose A. Egea, jaegea@cebas.csic.es; David Ruiz, druiz@cebas.csic.es
Izvor: https://www.frontiersin.org