Хосе А. Эгеа1*, Мануэль Каро2, Хесус Гарсиа-Брунтон2, Хесус Гамбин 3, Хосе Эгеа 1 и Дэвид Руис 1*
- 1Группа селекции фруктов, Департамент селекции растений, CEBAS-CSIC, Мурсия, Испания
- 2Мурсийский институт агропродовольственных исследований и разработок, Мурсия, Испания
- 3Бизнес-школа ENAE, Университет Мурсии, Мурсия, Испания
Производство косточковых фруктов имеет огромное экономическое значение в Испании. Места выращивания этих видов фруктов (например, персика, абрикоса, сливы и черешни) охватывают обширные и климатически разнообразные географические территории внутри страны. Изменение климата уже приводит к повышению средних температур с особой интенсивностью в некоторых регионах, например, в Средиземноморье. Эти изменения приводят к уменьшению накопленного холода, что может оказать глубокое влияние на фенологию растений. Prunus такие виды, как косточковые, из-за, например, трудностей с обеспечением потребностей в охлаждении для нарушения эндодорманции, возникновения поздних заморозков или аномальных ранних высоких температур. Все эти факторы могут серьезно повлиять на производство и качество фруктов и, следовательно, спровоцировать весьма негативные последствия с социально-экономической точки зрения в действующих регионах. Таким образом, в данной работе на основе данных 270 метеостанций за последние 20 лет проводится характеристика нынешних площадей возделывания с точки зрения агроклиматических переменных (например, накопление холода и тепла, вероятность заморозков и ранних аномальных явлений жары). составить информативную картину текущей ситуации. Кроме того, также анализируются будущие климатические прогнозы на основе различных моделей глобального климата (данные, полученные от Государственного метеорологического агентства Испании — AEMET) до 2065 года для двух репрезентативных сценариев траектории концентрации (т. е. РТК4.5 и РТК8.5). Используя текущую ситуацию в качестве отправной точки и рассматривая будущие сценарии, можно получить информацию о текущей и будущей адаптивной пригодности различных видов/сортов к различным зонам выращивания. Эта информация могла бы стать основой инструмента поддержки принятия решений, который поможет различным заинтересованным сторонам принимать оптимальные решения относительно текущего и будущего выращивания косточковых фруктов или других видов умеренного пояса в Испании.
Введение
Испания является одним из основных мировых производителей косточковых фруктов (например, персиков, абрикосов, сливы и черешни) со среднегодовым производством около 2 миллионов тонн. Выращивание этих фруктов играет очень важную экономическую роль в стране, занимая около 140,260 XNUMX га (ФАОСТАТ, 2019 г.). Основные районы выращивания этих сортов в Испании расположены в районах с различными агроклиматическими характеристиками: от теплых районов, таких как долина Гвадалквивир и большая часть Средиземноморья, до холодных районов, таких как северная Эстремадура, долина Эбро и некоторые внутренние районы Средиземноморья. (видеть Рисунок 1). Поскольку этим культурам требуется достаточное зимнее охлаждение, чтобы преодолеть эндодормацию и избежать производственных проблем (Аткинсон и др., 2013 г.)Кампой и др., 2011b.; Люделинг и др., 2011 г.; Люделинг, 2012 г.; Джулиан и др., 2007 г.; Guo et al., 2015; 2019; Хмелевский и др., 2018 г.) и (iv) выбрать лучшие сельскохозяйственные практики и технологии для смягчения последствий изменения климата (Кампой и др., 2010 г.; Махмуд и др., 2018 г.).
Требования к охлаждению и теплу (Фадон и др., 2020b) или уровень повреждения от мороза (Миранда и др., 2005) текущих культивируемых видов/сортов можно объединить с агроклиматическими показателями в различных областях для создания инструментов принятия решений, которые помогут производителям и другим заинтересованным сторонам разрабатывать оптимальную производственную и экономическую политику на среднесрочную и долгосрочную перспективу. Имеющиеся инструменты моделирования для обработки больших рядов климатических и фенологических данных уже служат основой для построения вышеупомянутых инструментов принятия решений (Люделинг, 2019 г.; Люделинг и др., 2021 г.; Миранда и др., 2021). Климатические прогнозы в бассейне Средиземного моря показывают, что последствия глобального потепления могут быть особенно серьезными в этом районе (Джорджи и Лионелло, 2008 г.; МедЭКЦ, 2020; IPCC, 2021), таким образом, меры упреждения имеют решающее значение для предотвращения будущих производственных проблем, которые могут серьезно повлиять на экономику определенных регионов, подобных тем, которые представлены в этом исследовании (Олесен и Бинди, 2002 г.; Бенмусса и др., 2018 г.).
Различные исследования определили негативное влияние глобального потепления на производство фруктов и орехов умеренного пояса в разных регионах планеты. Основные причины связаны с уменьшением зимних холодов, хотя в некоторых исследованиях также учитывается увеличение рисков заморозков из-за ожидаемого опережения цветения и цветения. Например, Фернандес и др. прогнозирует снижение зимних холодов, необходимых для производства лиственных фруктов в Чили, с ожидаемыми негативными последствиями в северных районах страны. В то же время они прогнозировали значительное снижение вероятности заморозков в наиболее вероятный период распускания почек лиственных плодовых деревьев для всех рассматриваемых участков (Фернандес и др., 2020); Лорит и др. проанализировали такие явления, как отсутствие зимних холодов, риск заморозков и теплые условия во время цветения на Пиренейском полуострове для некоторых сортов миндаля, сопоставив климатические прогнозы и фенологическую информацию. Они обнаружили, что в целом (и в зависимости от рассматриваемого сорта) (i) отсутствие зимних холодов будет более выраженным на средиземноморском побережье и в долине Гвадалквивира, (ii) теплые условия во время цветения будут более интенсивными в Центральной Плато и долины Эбро, и (iii) риск заморозков будет уменьшен в отдельных районах Северного плато и северных холмистых районов (Лорит и др., 2020). Бенмусса и др. прогнозируется значительное сокращение зимних холодов в Тунисе, что может существенно повлиять на производство некоторых фруктов и орехов. Например, при самом пессимистическом сценарии жизнеспособными могут оказаться только низкоохлаждаемые сорта миндаля. В других сценариях некоторые сорта фисташек и персиков могут быть жизнеспособны даже в долгосрочной перспективе для северо-западной части страны (Бенмусса и др., 2020 г.); Фрага и Сантос рассмотрели как будущее охлаждение и накопление тепла, так и их влияние на производство различных фруктов в Португалии. Они прогнозируют значительное снижение зимних похолоданий, что более серьезно повлияет на самые внутренние регионы страны. Северные районы выращивания яблок будут особенно подвержены сокращению похолодания. Авторы также прогнозируют увеличение накопления тепла с более сильным воздействием на южные и прибрежные районы страны. Они подчеркнули, что этот факт может увеличить риск повреждения морозами из-за наступления фенологических стадий (Родригес и др., 2019, 2021; Фрага и Сантос, 2021 г.) сравнил текущую ситуацию с производством некоторых фруктов умеренного пояса в Испании со сценариями будущего изменения климата в отношении накопления холода. Они прогнозировали значительные потери от холода в некоторых районах (например, на юго-востоке или в районе Гуальдалквивира) даже в ближайшем будущем. Эти авторы заявили, что в отдаленном будущем (>2070 г.) с учетом нынешних площадей выращивания сорта сливы, миндаля и яблони могут серьезно пострадать от отсутствия холода (Родригес и др., 2019, 2021).
В этом исследовании мы оценили основные агроклиматические переменные, связанные с адаптацией косточковых культур в различных регионах Испании, в том числе в тех, где происходит наиболее важное производство косточковых культур, используя данные 270 метеостанций за период 2000–2020 гг. Это сопровождается будущими прогнозами температуры для оценки эволюции охлаждения и накопления тепла, а также будущих вероятностей заморозков и ранних аномальных тепловых явлений по сравнению с текущей ситуацией. Эта информация может быть очень полезна для принятия оптимальных решений, связанных с созданием новых садов, перемещением существующих или выбором оптимальных сортов для получения прибыли в долгосрочной перспективе.
Основной вклад этого исследования заключается в том, что мы одновременно проанализировали различные агроклиматические переменные, связанные с адаптацией косточковых культур. Не только накопление холода для выполнения CR, как показано в исследовании Родригес и др. (2019, 2021) но также накопление тепла для правильного цветения, риски заморозков и переменная, редко определяемая количественно в литературе: вероятность аномальной жары зимой, которая может усилить выделение эндодорманта с отрицательным воздействием на производство, качество и урожайность фруктов, как это было ранее. наблюдался в теплых районах в течение последних лет. Мы использовали данные очень плотной сети метеостанций, которые предоставляют точные показатели текущей ситуации. Мы сосредоточились на текущих областях производства, поскольку решения по адаптации к потеплению, вероятно, будут приниматься в тех областях, где подходящие технологии и знания хорошо освоены. В таких районах перемещение посевов приведет к нежелательным социально-экономическим последствиям и депопуляции. Кроме того, для характеристики текущей ситуации мы использовали реальные часовые температуры вместо расчетных, что придает большую точность результатам по сравнению с другими исследованиями, где часовые температуры интерполируются из дневных. Использованное разрешение (~5 км) лучше, чем в других аналогичных исследованиях в Испании (Родригес и др., 2019, 2021; Лорит и др., 2020) и помогает принимать решения даже на местном уровне.
Материалы и методы
Климатические данные и агроклиматические переменные
Климатические данные 340 метеостанций, расположенных в основных районах выращивания косточковых фруктов в Испании (см. Рисунок 1) использовались для оценки агроклиматических показателей. Данные включали основные климатические переменные, включая среднюю, максимальную и минимальную температуру (°C), относительную влажность (%), количество осадков (мм), суммарное испарение (ETo, мм) и солнечную радиацию (Вт/м).2). На некоторых рассматриваемых станциях были обнаружены неполные записи и проблемы. После применения испанского регулирования (UNE 500540, 2004 г.), окончательно было выбрано 270 станций. Почасовые данные о температуре были полными, за исключением пустых часов, соответствующих мероприятиям по техническому обслуживанию, которые не были заполнены, поскольку они составляли незначительный процент от общего числа. Среднечасовые температуры в период 2000–2020 гг. использовались для расчета основных агроклиматических переменных, включая накопление холода и тепла, а также вероятности потенциально опасных заморозков и аномальной жары зимой. Количество полных лет на станции варьируется в зависимости от станции: от 5 до 21 года (медиана = 20).
Накопление холода для каждого сезона рассчитывалось с 1 ноября по 28 февраля следующего года. Юта (Ричардсон и др., 1974) и динамический (Фишман и др., 1987 г.) модели использовались для выполнения этого расчета. Накопление тепла для каждого сезона рассчитывалось с 1 января по 8 апреля (около 14 недель) с использованием шкалы Ричардсона (Ричардсон и др., 1974) и Андерсон (Андерсон и др., 1986) модели, которые дают результаты роста градусо-часов (GDH). Вероятности заморозков и аномальной жары рассчитывались за неделю следующим образом: за каждую неделю заморозок наступает, если температура падает ниже -1°C в течение как минимум трех часов подряд. Затем вероятность появления заморозков на конкретной неделе определяется как количество раз, когда на этой неделе был хотя бы один заморозок в течение периода исследования, разделенное на количество рассматриваемых лет. Аналогичным образом, аномальная жара возникает, если температура поднимается выше 25°C в течение как минимум трех часов подряд. Затем рассчитывается вероятность возникновения аномальной жары, как описано для морозов. Первая неделя началась 1 января. Для морозов недели со 1 по 2 считались репрезентативными потенциально опасными неделями. Первые недели этого диапазона (т. е. со 10 по 2–5 неделю) будут наиболее опасными в теплых регионах, тогда как остальные (т. е. с 6–5 по 6 неделю) будут критическими в холодных регионах. Для аномальной жары рассматриваемый период варьировался от 10-й недели предыдущего года (начало декабря) до 49-й недели (конец февраля), когда эти явления могли ускорить выход из состояния покоя, связанный с более поздними производственными проблемами.
Будущие сценарии
Что касается будущих сценариев, использовались прогнозы температуры, рассчитанные Государственным метеорологическим агентством Испании (AEMET). В последние годы AEMET подготовила набор эталонных уменьшенных прогнозов изменения климата по Испании, либо применяя методы статистического даунскейлинга к результатам глобальных климатических моделей (GCM), либо используя информацию, полученную с помощью методов динамического даунскейлинга в рамках европейских проектов или международных инициатив. такие как ПРУДЕНС, АНСАМБЛИ и ЕВРО-КОРДЕКС (Амблар-Франсес и др., 2018 г.). В этом исследовании мы использовали прогнозируемые дневные температуры (т. е. максимальную и минимальную) с использованием статистического даунскейлинга на основе искусственных нейронных сетей. Это было оценено как подходящий метод для составления климатических прогнозов в текущих и будущих сценариях в Испании, одновременно уменьшая погрешности модели МОЦ (Эрнанц и др., 2022a,b) по сетке с разрешением 5 км. Были рассмотрены два временных горизонта, а именно 2025–2045 гг. (характеризуется 2035 г.) и 2045–2065 гг. (характеризуется 2055 г.), чтобы получить результаты на краткосрочную и среднесрочную перспективу. Были рассмотрены два репрезентативных пути концентрации, т.е. RCP4.5 и RCP8.5 (ван Вуурен и др., 2011 г.). Следует отметить, что в этом исследовании использовалось одиннадцать МОЦ (Таблица 1). Результаты были представлены с использованием вместе методология (Семенов и Стратонович, 2010 г.; Уоллах и др., 2018 г.), где средние значения прогнозируемых показателей (например, накопление холода и тепла или вероятности), вычисленные всеми моделями, использовались на последующих этапах. Часовые температуры для расчета агроклиматических индексов моделировались по суточным с помощью пакета chillR (Люделинг, 2019 г.).
Таблица 1
ТАБЛИЦА 1. Список моделей глобального климата, использованных в этом исследовании.
Для сравнения агроклиматических переменных в настоящем и будущем сценариях фактическое расположение метеостанций сравнивалось с ближайшими к ним точками сетки. Максимальное, минимальное и среднее расстояния от метеостанций до ближайших точек сетки составили 3.87, 0.26 и 2.14 км соответственно. Во всех случаях (текущий и будущий сценарии) интерполированная территория вокруг рассматриваемых метеостанций (т.е. на расстоянии не более 50 км от ближайшей метеостанции) рассчитывалась с использованием метода обратного взвешивания расстояний.
Итоги
Накопление холода
Как указывалось выше, для расчета накопления холода использовались две модели: Юта (в единицах холода) и Динамическая модель (в порциях). Используя средние значения общего накопленного холода за весь период для всех станций, была обнаружена очень высокая корреляция между обоими показателями (R2 = 0.95, Дополнительный рисунок 1). Поэтому результаты представлены только с использованием одного из них (порций). Рисунок 2 показаны пространственные закономерности средних участков холода в разные рассматриваемые периоды. В текущей ситуации мы видим, что существует несколько географических областей с высоким накоплением холода (≥75 частей), таких как долина Эбро, северная Эстремадура и некоторые внутренние районы Средиземноморья. Лишь в Средиземноморье и долине Гвадалквивира встречаются теплые районы с накоплением холода ниже 60 порций (в некоторых изолированных районах даже ниже 50). Будущие сценарии показывают явное снижение накопленного холода в теплых районах, в северной Эстремадуре и некоторых внутренних районах Средиземноморья. Уменьшение накопленного холода в долине Эбро будет происходить в восточной части этой области, в то время как внутри страны будет накапливаться значительное зимнее холод даже при самом пессимистическом сценарии (например, 2055_RCP8.5). Как и ожидалось, последствия глобального потепления и снижения зимних холодов будут более интенсивными в сценарии 2055_RCP8.5. Дополнительные таблицы 1–4 покажите среднее накопление холода за рассматриваемый период (с 1 ноября по конец февраля) частями для всех местоположений и моделей в каждом рассматриваемом сценарии будущего. Для целей сравнения показано среднее значение результатов одиннадцати моделей, а также зарегистрированное накопленное охлаждение за период 2000–2020 гг.
Рисунок 2
РИСУНОК 2. Накопление холода в основных районах добычи камня в Испании для текущей ситуации (приблизительно 2000–2020 гг.), двух временных горизонтов (2025–2045 гг. и 2045–2065 гг.) и двух будущих сценариев (РТК4.5 и РТК8.5).
Чтобы проверить, будет ли ожидаемое снижение накопления холода иметь одинаковое влияние на местоположения в зависимости от текущего накопления холода, была выполнена классификация 270 метеостанций, разделив их по средним накопленным частям в текущем сценарии: низкое накопление (< 60 участков, 34 станции), среднее накопление (от 60 до 80 участков, 121 станция) и высокое накопление (свыше 80 участков, 115 станций). Рисунок 3 показывает коробчатые диаграммы накопленных долей в каждом сценарии для трех типов местоположений. Наблюдаемое снижение накопления холода является ожидаемым в соответствии с каждым сценарием. Что касается различий в медианных значениях между текущим и будущим сценариями, кажется, что три типа мест демонстрируют одинаковое поведение (это означает, что процентные потери выше в районах с низким уровнем накопления). Однако распространение данных сильно различается. Области с низким и высоким уровнем накопления холода демонстрируют меньшую дисперсию (с некоторыми выбросами в нижней части распределения), чем средние области, которые демонстрируют более высокую дисперсию, но не имеют выбросов. Анализ этих выбросов для областей с высоким уровнем накопления холода показывает, что выброс для всех четырех будущих сценариев соответствует местоположению во внутреннем Средиземноморье (Ятива). Для областей с низким уровнем накопления холода выброс в каждом случае (включая текущий сценарий) соответствует прибрежному средиземноморскому региону (Альмерия). Выбросы для верхнего предела распределения в областях с низким накоплением холода соответствуют внутренним местам в Средиземноморье (т.е. Монтеса, Каллоса-де-Саррия и Мурсия), хотя они могут быть артефактами, поскольку прогнозы предсказывают большее накопление холода в будущем, чем в настоящее время. сценарий. Они могут быть вызваны возможными климатическими различиями между фактическим расположением метеостанций и их ближайшей точкой в сетке будущих прогнозов.
Рисунок 3
РИСУНОК 3. Блок-графики накопленного холода во всех сценариях для станций с низким (<60 порций), средним (от 60 до 80 порций) и высоким (>80 порций) накоплением холода, относящимися к текущему сценарию.
Накопление тепла
Накопление тепла рассчитывалось с использованием двух моделей (т.е. моделей Ричардсона и Андерсона) аналогично накоплению холода. Была также обнаружена высокая корреляция между результатами обеих моделей (R2 = 0.998, Дополнительный рисунок 2). Поэтому результаты представлены только с использованием результатов модели Андерсона. Рисунок 4 показаны пространственные закономерности средней GDH за разные рассматриваемые периоды. Все сценарии, касающиеся GDH, по-видимому, обратно коррелируют с соответствующими сценариями накопления холода (Рисунок 2). В местах, где накопление холода низкое, наблюдается повышенное накопление тепла, и наоборот. Поскольку в будущих сценариях накопление холода уменьшается, накопление тепла пропорционально увеличивается в каждой области. Например, коэффициент корреляции Пирсона между накоплением потерянного холода и накоплением полученного тепла для текущего сценария и сценария 2055_RCP8.5 составляет 0.68 (p-значение < 1e-15).
Рисунок 4
РИСУНОК 4. Накопление тепла в основных районах производства камня в Испании для текущей ситуации (приблизительно 2000–2020 гг.), двух временных горизонтов (2025–2045 гг. и 2045–2065 гг.) и двух будущих сценариев (РТК4.5 и РТК8.5)
Как и в случае с накоплением холода, эффекты увеличения GDH, как и ожидалось, более интенсивны в сценарии 2055_RCP8.5. Дополнительные таблицы 5–8 показать среднее накопление тепла за рассматриваемый период (1 января – 8 апреля) в ГДГ для всех локаций и моделей в каждом рассматриваемом сценарии. Для целей сравнения показано среднее значение мощности одиннадцати моделей, а также зарегистрированное накопленное тепло за период 2000–2020 гг.
Вероятность заморозков и аномальной жары
Вероятность заморозков, как она определена выше, показана на рис. Рисунок 5 сравнение недель 2–10 для текущего сценария и сценариев 2035_RCP4.5 и 2055_RCP8.5 (только вероятности ≥ 10%). В нынешней ситуации значительная вероятность заморозков была зафиксирована, особенно в районах долины Эбро, а также в северной Эстремадуре и во внутренних районах Средиземноморья. Вероятность заморозков снижается со 2-й по 10-ю неделю, как и ожидалось, но в некоторых конкретных местах в долине Эбро по-прежнему сохраняется значительная вероятность заморозков на 10-й неделе. Рисунок 5 являются наиболее оптимистичными (т.е. 2035_RCP4.5) и пессимистическими (т.е. 2055_RCP8.5) соответственно с точки зрения повышения температуры. Вероятность заморозков исчезает в Эстремадуре и снижается во всех районах, в то время как в только что уменьшенных районах долины Эбро и некоторых изолированных районах внутреннего Средиземноморья вероятность заморозков превышает 10% даже на 10-й неделе. Как и в текущей ситуации, вероятность заморозков снижается с недели со 2 по 10. Примечательно, что сценарии 2035_RCP4.5 и 2055_RCP8.5 представляют схожие картины с точки зрения вероятности заморозков, показывая, что долина Эбро и некоторые внутренние районы Средиземноморья подвергнутся заморозкам во всех рассматриваемых сценариях.
Рисунок 5
РИСУНОК 5. Вероятность заморозков в основных районах добычи камня в Испании на период со 2 по 10 неделю для текущего сценария, 2035_RCP4.5 и 2055_RCP8.5.
Обсуждение и заключение
В этом исследовании была предпринята попытка охарактеризовать основные районы производства косточковых фруктов в Испании, используя исторические агроклиматические данные (в частности, температуры) с 270 метеостанций, разбросанных по таким территориям, и сравнить результаты с будущими прогнозами в двух временных горизонтах и сценариях РТК. Области исследования были выбраны на основе того факта, что текущие и будущие решения, которые будут приняты в отношении выращивания косточковых фруктов (например, персика, абрикоса, сливы и черешни), будут в основном приниматься в пределах нынешних производственных территорий, где знания и Технология выращивания этих культур прочно отработана. Таким образом, это исследование не фокусируется на других потенциальных местах выращивания косточковых фруктов в будущем.
Основные расчетные переменные, т.е. охлаждение и накопление тепла, показывают, что рассматриваемые территории весьма разнообразны с агроклиматической точки зрения и что изменение климата будет иметь важное влияние, особенно в самых теплых районах, даже в среднесрочной перспективе. Модели, использованные для расчета любой из них (т. е. «Юта» и «Динамик» для охлаждения и Ричардсона и Андерсона для накопления тепла), демонстрируют очень высокие корреляции, как было обнаружено ранее Руис и др. (2007 г., 2018).
Значительное сокращение накопления холода прогнозируется во всех районах, что согласуется с предыдущими исследованиями в районах Средиземноморья (Бенмусса и др., 2018 г., 2020; Родригес и др., 2019; Delgado et al., 2021; Фрага и Сантос, 2021 г.). Уменьшение накопления холода будет одинаковым по абсолютным значениям во всех изученных регионах, но самые теплые регионы (т.е. район Средиземноморья и долина Гвадалквивира) могут пострадать в гораздо большей степени с точки зрения пригодности выращивания косточковых культур, поскольку их текущая ситуация уже является ограничением для множество сортов. В холодных регионах, таких как долина Эбро и Эстремадура, снижение накопления холода в принципе не будет препятствием для продолжения культивирования, хотя в некоторых конкретных холодных местах в Эстремадуре и Средиземноморье снижение накопления холода будет более интенсивным, чем в других холодных регионах. Следует отметить, что, согласно Рисунок 3, наблюдается внезапное снижение накопления холода между текущей ситуацией и ближайшим будущим. Причиной этого эффекта может быть разрешение используемой сетки, даже небольшое (~5 км). Другими возможными источниками расхождений, приводящих к преувеличенным различиям между прогнозируемыми и реальными значениями, могут быть оставшиеся отклонения модели GCM, которые не полностью минимизируются в процессе уменьшения масштаба, или тот факт, что мы сравниваем расчеты, выполненные с реальными часовыми температурами (т. е. текущими сценарий) и расчеты, выполненные с использованием идеализированных температурных кривых, полученных на основе прогнозируемых дневных максимальных и минимальных температур (Линвилл, 1990 г.) для будущих сценариев. Подобные внезапные падения в ближайшем будущем также наблюдались Родригесом и др., которые прогнозировали сокращение до 30 порций похолодания на период 2021–2050 годов в некоторых местах Испании (Родригес и др., 2019), что согласуется с нашими результатами. Бенмусса и др. (2020), Дельгадо и др. (2021)качества Фрага и Сантос (2021) также сообщили о внезапных расхождениях между историческим и будущим сценариями в Тунисе, Португалии и Астурии (Северная Испания) соответственно. Как и в нашем случае, эти исследования также показали, что никаких существенных различий в отношении накопленного холода в ближайшем будущем не появится, независимо от рассматриваемого RCP. В отличие от накопления холода, накопление тепла будет увеличиваться во всех сценариях (особенно в 2055_RCP8.5, как и ожидалось), и его эволюция обратна эволюции накопления холода. Это также заметил Фрага и Сантос (2021) для Португалии.
Также были рассчитаны вероятности заморозков и аномальной жары в те недели, когда они могут существенно повлиять на урожайность и продуктивность (например, поздние заморозки или аномальная жара перед высвобождением эндодорманта). В рамках текущего сценария, как и ожидалось, заморозки чаще случаются в холодных регионах. В последние годы аномальная жара в ключевые недели была сосредоточена в районе Средиземноморья, но вероятность ее возникновения была очень низкой. Будущие оценки этих переменных показывают, что заморозки в те недели, когда может повлиять на производство косточковых фруктов (Миранда и др., 2005; Джулиан и др., 2007 г.) будет уменьшаться по мере продвижения столетия и будет менее частым для RCP8.5, что согласуется с предыдущими исследованиями (Леолини и др., 2018 г.). Однако некоторые районы долины Эбро и отдельные внутренние районы Средиземноморья по-прежнему будут подвергаться значительному количеству заморозков в течение предстоящих недель даже при самом теплом сценарии (т. е. 2055_RCP8.5, Рисунок 5). Определение заморозков с точки зрения температуры и времени воздействия тесно связано с фенологической стадией нынешнего сорта (Миранда и др., 2005). Учитывая большое разнообразие возможных сортов косточковых плодов, от очень низкого до очень высокого CR, а также количество проанализированных мест, от холодных до теплых, определение конкретных сортов/локаций заморозков в этом исследовании невозможно из-за огромного объема задействованная информация. Исследования такого типа обычно проводятся с использованием нескольких мест и/или сортов, как, например, исследование, проведенное Лорит и др. (2020) за миндалем в Испании, Фернандес и др. (2020) в Чили, которые рассчитали минимальные температуры ниже 0°C в период цветения наиболее представительных пород лиственных фруктовых деревьев, выращиваемых на каждом из девяти рассматриваемых участков, или Паркер и др. (2021) которые рассмотрели разные температуры и фенологические стадии для трех видов (т.е. миндаля, авокадо и апельсинов), а также выполнили общую характеристику территории, приняв во внимание три температуры (0, -2 и +2°C) и время воздействия. Наш выбор -1°C и по крайней мере трех последовательных часов направлен на то, чтобы охарактеризовать развитие заморозков, а не на сопоставление конкретного ущерба конкретным сортам, что потребовало бы другого исследования. Это определение было принято после выяснения мнения экспертов. В связи с большим количеством сортов по CR и HR и разнообразием температурных режимов на рассматриваемых территориях в данном исследовании мы выбрали те недели (от 2 до 10), когда все (или большинство) сочетаний сорт/местоположение могли быть использованы. подвержены морозным повреждениям в зависимости от фенологической стадии. Для принятия решений производители должны выбрать карту, которая лучше всего соответствует их конкретной ситуации (т. е. сорту/местоположению), чтобы принять оптимальное решение. В целом, теплые районы и/или раннецветущие сорта будут относиться к более ранним неделям рассматриваемого диапазона, тогда как холодные районы и/или поздноцветущие сорта будут относиться к более поздним неделям рассматриваемого диапазона. Аномальная жара зимой, которая может способствовать раннему выделению эндодормы, что отрицательно влияет на продуктивность (Вити и Монтелеоне, 1995 год.; Родриго и Эрреро, 2002 г.; Ладвиг и др., 2019 г.), будет увеличено в основном в долине Гвадалквивир, прибрежных районах Средиземноморья, а также в Эстремадуре и некоторых районах долины Эбро в середине или конце февраля (Рисунок 6). Количественная оценка этого показателя обычно не рассматривается в литературе, но может спровоцировать серьезные производственные проблемы в теплых регионах, как это наблюдалось в последние годы. Опять же, установка температуры 25°C или выше в течение как минимум трех часов подряд для определения такого события была мотивирована мнением экспертов. Как и в случае с вероятностью заморозков, мы выбрали те недели (от 49 до 8), когда все (или большинство) комбинаций сорта/локации могут быть подвержены влиянию этих явлений в соответствии с их фенологической стадией. В целом, теплые районы и/или раннецветущие сорта будут относиться к более ранним неделям рассматриваемого диапазона, тогда как холодные районы и/или поздноцветущие сорта будут относиться к более поздним неделям рассматриваемого диапазона.
Агроклиматические показатели, рассчитанные в этом исследовании, предоставляют производителям ценную информацию для выбора наиболее подходящих сортов в каждой зоне производства с адаптивной точки зрения. У каждого сорта есть свои CR для нарушения эндодорманции (Кампой и др., 2011b.; Фадон и др., 2020b). Снижение накопления холода, как прогнозируется в будущих сценариях, может привести к тому, что выращиваемые в настоящее время сорта не будут соответствовать своему CR в определенных районах, особенно в районах Средиземноморья и долины Гвадалквивира, где уже тепло. Это повлечет за собой неполное высвобождение эндодорманса, что влияет на плодовые деревья в трех основных аспектах, а именно: опадание цветочных почек (и, следовательно, плохое цветение), задержка цветения и прорастания, а также отсутствие единообразия в обоих процессах, что приводит к серьезным проблемам с продуктивностью.Легаве и др., 1983 г.; Эрез, 2000 г.; Аткинсон и др., 2013 г.). Все это может привести к серьезным экономическим потерям для производителей. В этом контексте знания о CR для различных сортов имеют решающее значение, хотя доступная в настоящее время информация относительно косточковых фруктовых деревьев относительно скудна (Фадон и др., 2020b), в том числе персик (Маулион и др., 2014 г.), абрикос (Руис и др., 2007 г.), слива (Руис и др., 2018 г.) и черешня (Альбуркерке и др., 2008 г.).
В теплых регионах, таких как Средиземноморье и долина Гвадалквивир, где накопленный холод в нынешней ситуации составляет менее 60 порций, выращивают раннеспелые сорта с CR от 30 до 60 порций. Выполнение CR для этих сортов может оказаться под угрозой во всех проанализированных сценариях будущего (Рисунок 2). Чтобы обеспечить адаптивную пригодность различных видов/сортов к этим территориям, может потребоваться переселение, а некоторые сорта следует переместить в близлежащие районы (внутренние зоны в Средиземноморье или в сторону Эстремадуры в случае долины Гвадалквивир). где CR будет выполнен даже в будущих сценариях, и ожидается, что риски заморозков снизятся. В этом контексте внедрение или разработка сортов с очень низким CR становится важнейшей целью, которую следует учитывать в программах селекции существующих видов/сортов, особенно для того, чтобы они были пригодны для теплых регионов, где адаптация нынешних сортов окажется под угрозой в будущем. сценарии. В противном случае эти территории не смогут продолжать свою производственно-хозяйственную деятельность, связанную с производством косточковых культур. Помимо этого, можно также применять различные агрономические методы и стратегии, чтобы минимизировать снижение накопления холода в этих областях, по крайней мере на местном уровне. Применение биостимуляторов для прекращения эндодормации перед выполнением CR или использование затеняющих сеток на различных стадиях покоя уже описано в теплых регионах для выращивания косточковых фруктов (Гилрит и Бьюкенен, 1981 год.; Эрез, 1987 г.; Коста и др., 2004; Кампой и др., 2010 г.; Петри и др., 2014 г.), хотя необходимо провести дальнейшие исследования и оптимизацию, чтобы сделать эти методы более эффективными и способствовать их систематическому использованию. Напротив, в самых холодных производящих районах, таких как долина Эбро, северная Эстремадура и некоторые внутренние районы Средиземноморья, ожидается меньшее количество заморозков, что может позволить выращивать более ранние сорта, чем нынешние, что увеличит количество жизнеспособных сортов и, следовательно, предложение на рынке имеет положительные экономические последствия для региона. В целом, во всех производственных регионах крайне важно учитывать выращиваемые в настоящее время сорта и анализировать, какие из них находятся на грани реализации CR, чтобы заменить или переместить их или внедрить описанные выше методы управления, чтобы обеспечить адаптацию к новому изменению климата. сценарии.
Что касается накопления тепла, будущие сценарии прогнозируют увеличение этой переменной во всех рассматриваемых областях (Рисунок 4). В теплых и промежуточных регионах эта переменная не так важна, как накопление холода, но может оказать существенное влияние на фенологию, вызывая опережение сроков цветения и, таким образом, увеличивая потенциальный риск травм от заморозков (Моздейл и др., 2015 г.; Унтербергер и др., 2018 г.; Ma et al., 2019). В качестве дополнительного момента, этот прогресс цветения будет также включать в себя прогресс созревания (Пенуэлас и Филелла, 2001 г.; Кампой и др., 2011b.), что необходимо учитывать производителям для стратегического вывода своей продукции на рынки. Напротив, в холодных регионах отсутствие аккумуляции тепла в сложившейся ситуации может нанести вред фенологическому развитию и росту плодов (Фадон и др., 2020a). Этим в настоящее время холодным областям будет благоприятствовать прогнозируемое увеличение накопления тепла для будущих сценариев. Как показано в Рисунок 6, аномальная жара будет более частой в будущих сценариях в те дни, когда фруктовые деревья еще не выпустили эндодорантию, особенно в теплых регионах, таких как долина Гвадалквивира и средиземноморские районы. Эти события могут иметь очень негативный эффект, когда CR частично покрыты (около 60–70%), вызывая неполный выход из состояния покоя, что может привести к проблемам вегетации и цветения, что отрицательно влияет на завязывание плодов и урожайность (Родриго и Эрреро, 2002 г.; Кампой и др., 2011a.).
В любом случае изменения в режимах охлаждения и накопления тепла не оказывают общего влияния на все сорта и их местоположение, поскольку могут иметь место некоторые компенсационные эффекты в отношении баланса охлаждения/накопления тепла с точки зрения выделения эндодорманции или прогнозирования дат цветения (Папа и др., 2014). Кроме того, агроклиматическая характеристика мест в очень локальном масштабе может потребовать особой калибровки данных из-за пространственной неоднородности (Лорит и др., 2020), чтобы принимать наилучшие решения относительно оптимального выбора сортов. Результаты, представленные в этом исследовании, могут быть полезны не только для производства косточковых фруктов, но и для других фруктов умеренного пояса, имеющих огромное значение в существующих регионах, например, виноградных лоз в Ла-Риохе (долина Эбро) или других. Эти результаты могут стать основой систем поддержки принятия решений, которые помогут производителям принимать оптимальные стратегические решения (например, выбор сорта, переселение и внедрение методов управления смягчением последствий) в среднесрочной и долгосрочной перспективе.
Заявление о доступности данных
Оригинальные материалы, представленные в исследовании, включены в статью/Дополнительный материал, дополнительные запросы можно направить соответствующим авторам.
Авторские вклады
MC, JG-B, JG и DR задумали и разработали исследование. MC предоставил агроклиматические данные для текущего сценария. JAE выполнила расчеты будущих сценариев. JAE и DR написали основную часть рукописи. JE предоставил информацию о технических агрономических аспектах. JG руководил инновационным проектом, который финансировал это исследование. Все авторы доработали документ и одобрили представленную версию.
Финансирование
Финансовая поддержка была предоставлена Министерством сельского хозяйства, рыболовства и продовольствия Испании в рамках инновационного проекта «Адаптация сектора косточковых фруктов к изменению климата» (REF: MAPA-PNDR 20190020007385) и PRIMA, программы, поддерживаемой в рамках H2020, Рамочной программы Европейского Союза. программа исследований и инноваций (проект «АдаМедОр»; номер гранта PCI2020-112113 Министерства науки и инноваций Испании).
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Примечание издателя
Все утверждения, выраженные в этой статье, принадлежат исключительно авторам и не обязательно отражают интересы их дочерних организаций или издателей, редакторов и рецензентов. Любой продукт, который может быть оценен в этой статье, или заявление, которое может быть сделано его производителем, не подлежат гарантии или одобрению со стороны издателя.
Благодарности
Мы благодарим всех членов испанской оперативной группы «Адаптация сектора косточковых культур к изменению климата» (FECOAM, FECOAV, ANECOOP, Frutaria, Basol Fruits, Fundación Universidad-Empresa de la Región de Murcia, Fundación Cajamar) за их ценный вклад в развитие проекта. Мы благодарим AEMET за данные, доступные на его веб-странице (http://www.aemet.es/es/serviciosclimaticos/cambio_climat/datos_diarios).
Дополнительный материал
Дополнительный материал для этой статьи можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.842628/full#supplementary-material
Дополнительный рисунок 1 | Корреляция между средними накопленными долями и единицами холода для текущего сценария на всех метеостанциях.
Дополнительный рисунок 2 | Корреляция между средним накопленным GDH для моделей Андерсона и Ричардсона для текущего сценария на всех метеостанциях.
Рекомендации
Альбуркерке Н., Гарсиа-Монтьель Ф., Каррильо А. и Бургос Л. (2008). Потребности сортов черешни в охлаждении и тепле и взаимосвязь между высотой над уровнем моря и вероятностью удовлетворения потребностей в охлаждении. Окружающая среда. Эксп. Бот. 64, 162–170. doi: 10.1016/j.envexpbot.2008.01.003
Амблар-Франсес, член парламента, Пастор-Сааведра, Массачусетс, Касадо-Калле, МЮ, Рамос-Кальсадо, П., и Родригес-Камино, Э. (2018). Стратегия составления прогнозов изменения климата для поддержки испанского сообщества. Адв. наук. Рез. 15, 217-230.
Андерсон Дж.Л., Ричардсон Э.А. и Кеснер К.Д. (1986). Валидация моделей охлаждения и фенологии цветочных почек для вишни «Монморанси». Акта Хортик. 1986, 71–78. doi: 10.17660/ActaHortic.1986.184.7
Аткинсон, СиДжей, Бреннан, Р.М. и Джонс, Х.Г. (2013). Уменьшение похолодания и его влияние на многолетние культуры умеренного пояса. Окружающая среда. Эксп. Бот. 91, 48–62. doi: 10.1016/j.envexpbot.2013.02.004
Бенмусса Х., Бен Мимун М., Граб М. и Люделинг Э. (2018). Изменение климата угрожает ореховым садам центрального Туниса. Междунар. Дж. Биометеорол. 62, 2245–2255. doi: 10.1007/s00484-018-1628-x
Бенмусса Х., Люделинг Э., Граб М. и Бен Мимун М. (2020). Резкое снижение зимних холодов негативно влияет на фруктовые и ореховые сады Туниса. Клим. Чан. 162, 1249–1267. doi: 10.1007/s10584-020-02774-7
Кампой Дж. А., Руис Д., Кук Н., Олдерман Л. и Эгеа Дж. (2011a). Высокие температуры и время распускания почек у низкоохлаждаемого абрикоса «Пальстейн». К лучшему пониманию выполнения требований к охлаждению и теплу. наук. Хортик. 129, 649–655. doi: 10.1016/j.scienta.2011.05.008
Кампой Дж. А., Руис Д. и Эгеа Дж. (2011b). Покой фруктовых деревьев умеренного пояса в контексте глобального потепления: обзор. наук. Хортик. 130, 357–372. doi: 10.1016/j.scienta.2011.07.011
Кампой Дж. А., Руис Д. и Эгеа Дж. (2010). Влияние затенения и обработки тидиазуроном+маслом на нарушение покоя, цветение и завязывание плодов абрикоса в теплом зимнем климате. наук. Хортик. 125, 203–210. doi: 10.1016/j.scienta.2010.03.029
Хмелевский Ф.-М., Гётц К.-П., Вебер К.К. и Морисон С. (2018). Изменение климата и ущерб, наносимый весенними заморозками черешне в Германии. Междунар. Дж. Биометеорол. 62, 217–228. doi: 10.1007/s00484-017-1443-9
Чилек П., Ли Дж., Дубей М.К., Ван М. и Лесинс Г. (2011). Наблюдаемая и смоделированная изменчивость температуры в Арктике в XX веке: модель канадской земной системы CanESM20. Атмосфера. хим. Физ. Обсуждать. 11, 22893–22907. doi: 10.5194/acpd-11-22893-2011
Коста К., Стассен П.Дж.К. и Мудзунга Дж. (2004). Химические вещества, разрушающие остатки, для южноафриканской промышленности по производству семечковых и косточковых фруктов. Акта Хортик. 2004, 295–302. doi: 10.17660/ActaHortic.2004.636.35
Дельгадо А., Дапена Э., Фернандес Э. и Люделинг Э. (2021). Климатические требования во время покоя яблонь на северо-западе Испании. Глобальное потепление может поставить под угрозу выращивание сортов с высокими температурами. Евро. Ж. Агрон. 130:126374. дои: 10.1016/j.eja.2021.126374
Делворт Т.Л., Брокколи А.Дж., Розати А., Стоуффер Р.Дж., Баладжи В., Бисли Дж.А. и др. (2006). Глобальные связанные климатические модели GFDL CM2. часть I: формулировка и характеристики моделирования. Дж. Клим. 19, 643–674. дои: 10.1175/JCLI3629.1
Дюфрен Ж.-Л., Фужоль М.-А., Денвил С., Кобель А., Марти О., Омон О. и др. (2013). Прогнозы изменения климата с использованием модели системы Земли IPSL-CM5: от CMIP3 до CMIP5. Клим. Дин. 40, 2123–2165. doi: 10.1007/s00382-012-1636-1
Эрез, А. (1987). Химический контроль распускания почек. HortScience 22, 1240-1243.
Эрез, А. (2000). «Покой почек; Феномен, проблемы и пути решения в тропиках и субтропиках». Плодовые культуры умеренного пояса в теплом климате, изд. А. Эрез (Дордрехт: Springer), 17–48. дои: 10.1007/978-94-017-3215-4_2
Фадон Э., Фернандес Э., Бен Х. и Люделинг Э. (2020a). Концептуальная основа зимнего покоя лиственных деревьев. агрономия 10:241. дои: 10.3390/agronomy10020241
Фадон Э., Эррера С., Герреро Б.И., Герра М.Э. и Родриго Дж. (2020b). Требования к охлаждению и теплу косточковых деревьев умеренного пояса (Prunus sp.). агрономия 10:409. дои: 10.3390/agronomy10030409
ФАОСТАТ (2019). Данные о продовольствии и сельском хозяйстве. Рим: ФАО.
Фернандес Э., Уитни К., Кунео И.Ф. и Люделинг Э. (2020). Перспективы снижения зимних холодов для производства лиственных фруктов в Чили в XXI веке. Клим. Чан. 159, 423–439. doi: 10.1007/s10584-019-02608-1
Фишман С., Эрез А. и Кувилон Джорджия (1987). Температурная зависимость нарушения покоя у растений: математический анализ двухэтапной модели, включающей кооперативный переход. Дж. Теор. биол. 124, 473–483. doi: 10.1016/S0022-5193(87)80221-7
Фрага Х. и Сантос Дж. А. (2021). Оценка влияния изменения климата на охлаждение и выгонку в основных регионах свежих фруктов Португалии. Фронт. Plant Sci. 12:1263. дои: 10.3389/fpls.2021.689121
Гилрит, П.Р., и Бьюкенен, Д.В. (1981). Развитие цветочных и вегетативных почек нектаринов «Sungold» и «Sunlite» под влиянием испарительного охлаждения путем орошения сверху во время покоя. Варенье. Соц. Хортик. наук. 106, 321-324.
Джорджетта, М.А., Юнгклаус, Дж., Райк, Ч.Х., Легутке, С., Бадер, Дж., Беттингер, М. и др. (2013). Изменения климата и углеродного цикла с 1850 по 2100 год в моделировании MPI-ESM для этапа 5 проекта взаимного сравнения связанных моделей. Дж. Адв. Модель. Система Земли. 5, 572–597. дои: 10.1002/jame.20038
Джорджи Ф. и Лионелло П. (2008). Прогнозы изменения климата для Средиземноморского региона. Глоб. Планета. Чан. 63, 90–104. doi: 10.1016/j.gloplacha.2007.09.005
Го Л., Дай Дж., Ван М., Сюй Дж. и Люделинг Э. (2015). Реакция весенней фенологии деревьев умеренной зоны на потепление климата: пример цветения абрикоса в Китае. Сельское хозяйство. Для. Метеорол. 201, 1–7. doi: 10.1016/j.agrformet.2014.10.016
Го Л., Ван Дж., Ли М., Лю Л., Сюй Дж., Ченг Дж. и др. (2019). Границы распространения как естественные лаборатории для определения реакции цветения видов на потепление климата и последствий для риска заморозков. Сельское хозяйство. Для. Метеорол. 268, 299–307. doi: 10.1016/j.agrformet.2019.01.038
Хэтфилд, Дж.Л., Сивакумар, МВК, и Прюгер, Дж.Х. (редакторы) (2019). Агроклиматология: связь сельского хозяйства с климатом. 1-е изд. Мэдисон: Американское общество агрономии.
Эрнанц А., Гарсиа-Валеро Х.А., Домингес М., Рамос-Кальсадо П., Пастор-Сааведра М.А. и Родригес-Камино Э. (2022a). Оценка методов статистического даунскейлинга для прогнозов изменения климата в Испании: текущие условия с идеальными предикторами. Межд. Дж. Климатол. 42, 762–776. дои: 10.1002/joc.7271
Эрнанц А., Гарсиа-Валеро Х.А., Домингес М. и Родригес-Камино Э. (2022b). Оценка методов статистического даунскейлинга прогнозов изменения климата в Испании: будущие условия с псевдореальностью (эксперимент по переносимости). Межд. Дж. Климатол. 2022:7464. дои: 10.1002/joc.7464
МГЭИК (2021 г.). Изменение климата 2021: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Кембридж: издательство Кембриджского университета.
Цзи Д., Ван Л., Фэн Дж., Ву К., Ченг Х., Чжан К. и др. (2014). Описание и базовая оценка Модели системы Земли Пекинского педагогического университета (BNU-ESM), версия 1. Геосци. Модель Дев. 7, 2039–2064. doi: 10.5194/gmd-7-2039-2014
Джулиан К., Эрреро М. и Родриго Дж. (2007). Опадание цветочных почек и повреждение заморозков перед цветением у абрикоса (Prunus Armeniaca L.). Дж. Прил. Бот. Качество еды. 81, 21-25.
Ладвиг Л.М., Чендлер Дж.Л., Гайден П.В. и Хенн Дж.Дж. (2019). Экстремально теплое зимнее событие вызывает исключительно раннее распускание почек у многих древесных пород. экосфера 10: е02542. дои: 10.1002/ecs2.2542
Легаве Дж. М., Гарсия Г. и Марко Ф. (1983). Некоторые описательные аспекты отростка цветочных почек или молодых цветков, наблюдаемые на абрикосовом дереве на юге Франции. Акта Хортик. 1983, 75–84. doi: 10.17660/ActaHortic.1983.121.6
Леолини Л., Мориондо М., Фила Г., Костафреда-Омедес С., Феррис Р. и Бинди М. (2018). Поздние весенние заморозки влияют на будущее распространение виноградной лозы в Европе. Полевые культуры Res. 222, 197–208. doi: 10.1016/j.fcr.2017.11.018
Линвилл, Делавэр (1990). Расчет часов охлаждения и единиц охлаждения на основе ежедневных наблюдений за максимальной и минимальной температурой. HortScience 25, 14-16.
Лорите И.Дж., Кабесас-Луке Х.М., Аркеро О., Габальдон-Лил К., Сантос К., Родригес А. и др. (2020). Роль фенологии в воздействии изменения климата и стратегиях адаптации древесных культур: тематическое исследование миндальных садов в Южной Европе. Сельское хозяйство. Для. Метеорол. 294:108142. doi: 10.1016/j.agrformet.2020.108142
Люделинг, Э. (2012). Влияние изменения климата на зимние холода для производства фруктов и орехов в умеренном климате: обзор. наук. Хортик. 144, 218–229. doi: 10.1016/j.scienta.2012.07.011
Люделинг, Э. (2019). chillR: статистические методы фенологического анализа фруктовых деревьев умеренного пояса. Версия пакета R 0.70.21.
Люделинг Э., Гирвец Э.Х., Семенов М.А. и Браун П.Х. (2011). Изменение климата влияет на зимние холода для фруктовых и ореховых деревьев умеренного пояса. PLoS One 6: e20155. doi: 10.1371 / journal.pone.0020155
Люделинг Э., Шифферс К., Форманн Т. и Урбах К. (2021). PhenoFlex – интегрированная модель для прогнозирования весенней фенологии фруктовых деревьев умеренного пояса. Сельское хозяйство. Для. Метеорол. 307:108491. doi: 10.1016/j.agrformet.2021.108491
Ма К., Хуанг Ж.-Г., Ханнинен Х. и Бернингер Ф. (2019). Различные тенденции в отношении риска повреждения деревьев весенними заморозками в Европе в связи с недавним потеплением. Глоб. Чан. Биол. 25, 351–360. дои: 10.1111/gcb.14479
Махмуд А., Ху Ю., Танни Дж. и Асанте Е.А. (2018). Влияние затенения и экранов, защищающих от насекомых, на микроклимат и производство сельскохозяйственных культур: обзор последних достижений. наук. Хортик. 241, 241–251. doi: 10.1016/j.scienta.2018.06.078
Маулион Э., Валентини Г.Х., Ковалевски Л., Прунелло М., Монти ЛЛ, Даорден М.Э. и др. (2014). Сравнение методов оценки потребности в охлаждении и тепле генотипов нектарина и персика для цветения. наук. Хортик. 177, 112–117. doi: 10.1016/j.scienta.2014.07.042
МедЭКЦ (2020). Изменение климата и окружающей среды в Средиземноморском бассейне – текущая ситуация и риски на будущее. Первый доклад об оценке Средиземноморья. Марсель: MedECC. дои: 10.5281/zenodo.4768833
Миранда К., Сантестебан Л.Г. и Ройо Дж.Б. (2005). Изменчивость связи между температурой заморозков и степенью травмированности некоторых культурных видов сливы. HortScience 40, 357–361. doi: 10.21273/HORTSCI.40.2.357
Миранда К., Уррестарасу Дж. и Сантестебан Л.Г. (2021). fruclimadapt: Пакет R для оценки адаптации к климату видов фруктов умеренного пояса. Вычислить. Электрон. Сельское хозяйство. 180:105879. doi: 10.1016/j.compag.2020.105879
Моздейл-младший, Уилсон, Р.Дж. и Маклин, IMD (2015). Изменение климата и воздействие неблагоприятных погодных условий: изменения риска заморозков и условий цветения виноградной лозы. PLoS One 10: e0141218. doi: 10.1371 / journal.pone.0141218
Олесен Дж. Э. и Бинди М. (2002). Последствия изменения климата для производительности сельского хозяйства, землепользования и политики Европы. Евро. Ж. Агрон. 16, 239–262. doi: 10.1016/S1161-0301(02)00004-7
Паркер Л., Патхак Т. и Остоя С. (2021). Изменение климата снижает воздействие заморозков на ценные садовые культуры Калифорнии. науч. Общая окружающая среда. 762:143971. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.143971
Пенуэлас Дж. и Филелла И. (2001). Ответы на потепление мира. Наука 294, 793-795. doi: 10.1126 / science.1066860
Петри, Дж.Л., Лейте, ГБ, Коуто, М., Габардо, Г.К. и Хаверрот, Ф.Дж. (2014). Химическая индукция распускания почек: продукты нового поколения для замены цианамида водорода. Акта Хортик. 2014, 159–166. doi: 10.17660/ActaHortic.2014.1042.19
Поуп, К.С., Да Силва, Д., Браун, П.Х., и ДеДжонг, Т.М. (2014). Биологически обоснованный подход к моделированию весенней фенологии лиственных деревьев умеренного пояса. Сельское хозяйство. Для. Метеорол. 198, 15–23. doi: 10.1016/j.agrformet.2014.07.009
Ричардсон Э.А., Сили С.Д. и Уокер Д.Р. (1974). Модель оценки завершения покоя персиковых деревьев сортов «Редхейвен» и «Эльберта». HortScience 9, 331-332.
Родриго Дж. и Эрреро М. (2002). Влияние температуры перед цветением на развитие цветков и завязывание плодов абрикоса. наук. Хортик. 92, 125–135. doi: 10.1016/S0304-4238(01)00289-8
Родригес А., Перес-Лопес Д., Сентено А. и Руис-Рамос М. (2021). Жизнеспособность сортов плодовых деревьев умеренного пояса в Испании в условиях изменения климата в зависимости от накопления похолодания. Сельское хозяйство. Сист. 186:102961. doi: 10.1016/j.agsy.2020.102961
Родригес А., Перес-Лопес Д., Санчес Э., Сентено А., Гомара И., Досио А. и др. (2019). Накопление охлаждающего вещества на фруктовых деревьях в Испании в условиях изменения климата. Нат. Опасности Earth Syst. наук. 19, 1087–1103. doi: 10.5194/nhess-19-1087-2019
Руис Д., Кампой Дж. А. и Эгеа Дж. (2007). Требования к охлаждению и теплу сортов абрикоса для цветения. Окружающая среда. Эксп. Бот. 61, 254–263. doi: 10.1016/j.envexpbot.2007.06.008
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Руис Д., Эгеа Дж., Салазар Дж. А. и Кампой Дж. А. (2018). Требования японских сортов сливы к охлаждению и теплу для цветения. наук. Хортик. 242, 164–169. doi: 10.1016/j.scienta.2018.07.014
Скоччимарро Э., Гуальди С., Белуччи А., Санна А., Фогли П.Г., Манзини Э. и др. (2011). Влияние тропических циклонов на перенос тепла в океане в совместной модели общей циркуляции высокого разрешения. Дж. Клим. 24, 4368–4384. дои: 10.1175/2011JCLI4104.1
Семенов М.А. и Стратонович П. (2010). Использование мультимодельных ансамблей моделей глобального климата для оценки последствий изменения климата. Клим. Рез. 41, 1–14. дои: 10.3354/cr00836
UNE 500540 (2004). Сети автоматических метеостанций: Руководство по проверке данных о погоде из сетей станций. Мадрид: АЕНОР
Унтербергер К., Бруннер Л., Набернегг С., Штайнингер К.В., Штайнер А.К., Стабентайнер Э. и др. (2018). Риск весенних заморозков для регионального производства яблок в условиях более теплого климата. PLoS One 13: e0200201. doi: 10.1371 / journal.pone.0200201
ван Вуурен, Д.П., Эдмондс, Дж., Кайнума, М., Риахи, К., Томсон, А., Хиббард, К. и др. (2011). Репрезентативные пути концентрации: обзор. Клим. Чан. 109:5. doi: 10.1007/s10584-011-0148-z
Вити Р. и Монтелеоне П. (1995). Влияние высокой температуры на наличие аномалий цветковых почек у двух сортов абрикоса, характеризующихся различной продуктивностью. Акта Хортик. 1995, 283–290. doi: 10.17660/ActaHortic.1995.384.43
Володин Е.М., Дианский Н.А., Гусев А.В. (2010). Моделирование современного климата с помощью совместной модели общей циркуляции атмосферы и океана INMCM4.0. Изв. Атмосфера Океан. Физ. 46, 414–431. doi: 10.1134 / S000143381004002X
Уоллах Д., Мартр П., Лю Б., Ассенг С., Эверт Ф., Торберн П.Дж. и др. (2018). Мультимодельные ансамбли улучшают прогнозы взаимодействия урожая, окружающей среды и управления. Глоб. Чан. Биол. 24, 5072–5083. дои: 10.1111/gcb.14411
Ватанабэ С., Хадзима Т., Судо К., Нагасима Т., Такемура Т., Окадзима Х. и др. (2011). MIROC-ESM 2010: описание модели и основные результаты экспериментов CMIP5-20c3m. Геосци. Модель Дев. 4, 845–872. doi: 10.5194/gmd-4-845-2011
Ву Т., Сун Л., Ли В., Ван З., Чжан Х., Синь X. и др. (2014). Обзор разработки и применения модели климатической системы BCC для исследований изменения климата. Дж. Метеорол. Рез. 28, 34–56. doi: 10.1007/s13351-014-3041-7
Юкимото С., Адачи Ю., Хосака М., Саками Т., Ёсимура Х., Хирабара М. и др. (2012). Новая глобальная климатическая модель метеорологического научно-исследовательского института: MRI-CGCM3 — Описание модели и основные характеристики. Дж. Метеорол. Соц. Япония. Сер II 90, 23–64. doi: 10.2151/jmsj.2012-A02
Ключевые слова: Prunus, косточковые плоды, адаптация, накопление холода, фенология, риск заморозков, сортовой выбор, агроклиматические показатели
Образец цитирования: Эгеа Х.А., Каро М., Гарсия-Брунтон Дж., Гамбин Дж., Эгеа Дж. и Руис Д. (2022) Агроклиматические показатели для основных районов производства косточковых фруктов в Испании в текущих и будущих сценариях изменения климата: последствия с адаптивной точки зрения. Фронт. Plant Sci. 13:842628. дои: 10.3389/fpls.2022.842628
Получено: 23 Декабрь 2021; Принято: 02 May 2022;
Опубликовано: 08 июня 2022.
Под редакцией:Хисайо Ямане, Киотский университет, Япония
Рассмотрено:Лян Го, Северо-Западный университет A&F, Китай
Кирти Раджагопалан, Университет штата Вашингтон, США
Авторские права © 2022 Эгеа, Каро, Гарсиа-Брунтон, Гамбин, Эгеа и Руис. Это статья в открытом доступе, распространяемая на условиях Лицензия Creative Commons Attribution (CC BY), Использование, распространение или воспроизведение на других форумах разрешено при условии, что оригинальный автор (ы) и владелец (и) авторских прав зачислены и что оригинальная публикация в этом журнале цитируется в соответствии с принятой академической практикой. Запрещается использование, распространение или воспроизведение, которое не соответствует этим условиям.
* Корреспонденция: Хосе А. Эгеа, jaegea@cebas.csic.es; Дэвид Руис, druiz@cebas.csic.es
Источник: https://www.frontiersin.org