Jose A. Egea1*, Manuel Caro2, Jesús García-Brunton2, Jesús Gambín 3, José Egea 1 ja David Ruiz 1*
- 1Hedelmänjalostusryhmä, Kasvinjalostuksen laitos, CEBAS-CSIC, Murcia, Espanja
- 2Murcia Agri-Food Research and Development Institute, Murcia, Espanja
- 3ENAE Business School, Murcian yliopisto, Murcia, Espanja
Kivihedelmien tuotannolla on Espanjassa valtava taloudellinen merkitys. Näiden hedelmälajien (esim. persikka, aprikoosi, luumu ja makea kirsikka) viljelypaikat kattavat laajat ja ilmastollisesti vaihtelevat maantieteelliset alueet maassa. Ilmastonmuutos nostaa jo keskilämpötiloja erityisen voimakkaasti tietyillä alueilla, kuten Välimeren alueella. Nämä muutokset johtavat kertyneen kylmyyden vähenemiseen, mikä voi vaikuttaa syvästi fenologiaan Prunus lajeja, kuten kivihedelmiä, johtuen esim. vaikeuksista kattaa jäähdytystarpeet hajun katkaisemiseksi, myöhäisten pakkastapahtumien esiintyminen tai epänormaalit varhaiset korkeat lämpötilat. Kaikki nämä tekijät voivat vaikuttaa vakavasti hedelmien tuotantoon ja laatuun ja aiheuttaa siksi erittäin kielteisiä seurauksia vakiintuneilla alueilla sosioekonomisesta näkökulmasta. Tässä työssä tehdään siis nykyisten viljelyalueiden karakterisointi agroilmastomuuttujien (esim. kylmyyden ja lämmön kertymisen sekä pakkasen ja varhaisten epänormaalien lämpötapahtumien todennäköisyydet) perusteella 270 sääaseman datan perusteella viimeisten 20 vuoden ajalta. tuottaa informatiivisen kuvan nykytilanteesta. Lisäksi analysoidaan myös tulevia ilmastoennusteita erilaisista globaaleista ilmastomalleista (tiedot haettu Espanjan ilmatieteen laitokselta – AEMET) vuoteen 2065 asti kahdelle edustavalle pitoisuusreittiskenaariolle (eli RCP4.5 ja RCP8.5). Nykytilannetta perustana ja tulevaisuuden skenaarioita silmällä pitäen voidaan päätellä tietoa eri lajien/lajikkeiden nykyisestä ja tulevasta sopeutumisesta eri kasvualueille. Nämä tiedot voisivat olla perustana päätöksenteon tukityökalulle, joka auttaa eri sidosryhmiä tekemään optimaalisia päätöksiä nykyisestä ja tulevasta kivihedelmien tai muiden lauhkean vyöhykkeen lajien viljelystä Espanjassa.
esittely
Espanja on yksi maailman suurimmista kivihedelmien (ts. persikan, aprikoosin, luumun ja makean kirsikan) tuottajista, ja sen keskimääräinen vuosituotanto on noin 2 miljoonaa tonnia. Näiden hedelmien viljelyllä on erittäin tärkeä taloudellinen rooli maassa, sillä se kattaa noin 140,260 XNUMX ha.FAOSTAT, 2019). Näiden lajikkeiden tärkeimmät viljelyalueet Espanjassa sijaitsevat alueilla, joilla on erilaiset maatalouden ilmasto-ominaisuudet: lämpimiltä alueilta, kuten Guadalquivirin laakso ja suuri osa Välimeren aluetta, kylmille alueille, kuten pohjoiseen Extremaduraan, Ebron laaksoon ja joihinkin Välimeren alueen sisäkohteisiin. (katso Kuva 1). Koska nämä viljelykasvit vaativat riittävän talven jäähdytyksen hajun hajun poistamiseksi tuotantoongelmien välttämiseksi (Atkinson ym., 2013)Campoy et ai., 2011b; Luedeling et ai., 2011; Luedeling, 2012; Julian ym., 2007; Guo et ai., 2015; 2019; Chmielewski et ai., 2018) ja (iv) valita parhaat maatalouskäytännöt ja -tekniikat ilmastonmuutoksen vaikutusten lieventämiseksi (Campoy ym., 2010; Mahmood ym., 2018).
Jäähdytys- ja lämpövaatimukset (Fadón et al., 2020b) tai pakkasvaurion taso (Miranda et ai., 2005) nykyisin viljellyistä lajeista/lajikkeista voidaan yhdistää eri alueiden agroilmastomittareihin, jotta voidaan rakentaa päätöksentekovälineitä, jotka auttavat tuottajia ja muita sidosryhmiä suunnittelemaan optimaalista tuotanto- ja talouspolitiikkaa keskipitkällä ja pitkällä aikavälillä. Käytettävissä olevat mallinnustyökalut, joilla voidaan käsitellä suuria sarjoja ilmasto- ja fenologisia, toimivat jo perustana edellä mainittujen päätöstyökalujen rakentamiselle (Luedeling, 2019; Luedeling et ai., 2021; Miranda et ai., 2021). Välimeren altaan ilmastoennusteet osoittavat, että ilmaston lämpenemisen vaikutukset voivat olla erityisen vakavia tällä alueella (Giorgi ja Lionello, 2008; MedECC, 2020; IPCC, 2021), joten ennakointitoimenpiteet ovat kriittisiä tulevien tuotantoongelmien välttämiseksi, jotka voivat vaikuttaa vakavasti tiettyjen tässä tutkimuksessa esitettyjen alueiden talouteen (Olesen ja Bindi, 2002; Benmoussa ym., 2018).
Erilaiset tutkimukset ovat määrittäneet ilmaston lämpenemisen kielteisen vaikutuksen lauhkean vyöhykkeen hedelmien ja pähkinöiden tuotantoon planeetan eri alueilla. Tärkeimmät syyt liittyvät talven kylmyyden vähenemiseen, vaikka joissain tutkimuksissa on huomioitu myös odotetusta kukinnan ja kukinnan edistymisestä johtuva pakkasriskien lisääntyminen. Esimerkiksi Fernandez et ai. ennusti Chilen lehtipuutuotannossa tarvittavan talven viileyden vähenevän, millä odotetaan olevan negatiivisia vaikutuksia maan pohjoisosissa. Samaan aikaan he ennustivat, että hallan todennäköisyydet pienenevät merkittävästi lehtihedelmäpuiden silmujen puhkeamisen todennäköisimpänä ajanjaksona kaikilla tarkastelukohteilla (Fernandez et ai., 2020); Lorite et ai. analysoinut ilmiöitä, kuten talven kylmyyden puutetta, pakkasriskiä ja lämpimiä olosuhteita kukinnan aikana Iberian niemimaalla joidenkin mantelilajikkeiden osalta yhdistäen ilmastoennusteet ja fenologiset tiedot. He havaitsivat, että yleensä (ja valitusta lajikkeesta riippuen) (i) talven viileyden puute on selvempää Välimeren rannikolla ja Guadalquivirin laaksossa, (ii) lämpimät olosuhteet kukinnan aikana ovat voimakkaampia Keskiosassa. tasangolla ja Ebron laaksossa, ja (iii) pakkasriski pienenee tietyillä alueilla pohjoisella tasangolla ja pohjoisilla kukkuloilla (Lorite ym., 2020). Benmoussa et ai. ennustetaan merkittäviä tulevaisuuden talven kylmyyden vähenemistä Tunisiassa, mikä voi vaikuttaa merkittävästi joidenkin hedelmien ja pähkinöiden tuotantoon. Esimerkiksi kaikkein pessimistisimmässä skenaariossa vain vähän jäähdyttävät mantelilajikkeet voisivat olla elinkelpoisia. Muissa skenaarioissa jotkin pistaasipähkinä- ja persikkalajikkeet voisivat olla elinkelpoisia jopa pitkällä aikavälillä maan luoteisosassa (Benmoussa ym., 2020); Fraga ja Santos pohtivat sekä tulevaa jäähdytystä ja lämmön kertymistä että niiden vaikutuksia eri hedelmien tuotantoon Portugalissa. He ennustivat talven jäähdytysten voimakasta laskua, mikä vaikuttaa vakavammin maan sisimpiin alueisiin. Pohjoiset omenanviljelyalueet ovat erityisen alttiina jäätymisen vähentämiselle. Kirjoittajat ennustivat myös lämmön kertymisen lisääntyvän, mikä on suurempi maan etelä- ja rannikkoalueilla. He korostivat, että tämä seikka voi lisätä pakkasvaurioiden riskiä fenologisten vaiheiden etenemisen vuoksi (Rodríguez et ai., 2019, 2021; Fraga ja Santos, 2021) vertasi joidenkin Espanjan lauhkean vyöhykkeen hedelmien tuotantoalueiden nykyistä tilannetta kylmyyden kertymistä koskeviin tuleviin ilmastonmuutosskenaarioihin. He ennustivat merkittäviä kylmyyshäviöitä joillakin alueilla (esim. Kaakkois- tai Gualdalquivirin alueella) jopa lähitulevaisuudessa. Pitkälle tulevaisuudelle (> 2070) nämä kirjoittajat totesivat, että nykyiset kasvualueet huomioon ottaen kylmän puute voi vaikuttaa vakavasti luumu-, manteli- ja omenalajikkeisiin.Rodríguez et ai., 2019, 2021).
Tässä tutkimuksessa arvioimme kivihedelmien sopeutumiseen liittyviä pääasiallisia maatalouden ilmastomuuttujia Espanjan eri alueilla, mukaan lukien niillä, joissa tärkein kivihedelmätuotanto tapahtuu 270 sääaseman tietojen avulla ajanjaksolta 2000–2020. Tähän liittyy tulevaisuuden lämpötilaennusteita, joilla arvioidaan kylmyyden ja lämmön kertymisen kehitystä sekä pakkasen ja varhaisten epänormaalien lämpötapahtumien tulevaisuuden todennäköisyyksiä nykytilanteeseen verrattuna. Nämä tiedot voivat olla erittäin hyödyllisiä tehtäessä optimaalisia päätöksiä, jotka liittyvät uusien hedelmätarhojen perustamiseen, nykyisten siirtämiseen tai optimaalisten lajikkeiden valintaan pitkän aikavälin tuoton saamiseksi.
Tämän tutkimuksen tärkein panos on se, että analysoimme samanaikaisesti erilaisia kivihedelmien sopeutumiseen liittyviä maatalouden ilmastomuuttujia. Ei vain kylmyyden kertymistä täyttääkseen CR:t, kuten suoritti tutkimuksessa Rodríguez et ai. (2019, 2021) mutta myös lämmön kerääntyminen oikeaan kukinnan, pakkasriskit ja kirjallisuudessa harvoin kvantitatiivisesti esitetty muuttuja: epänormaalien lämpötapahtumien todennäköisyys talvella, mikä voi lisätä hajun vapautumista ja vaikuttaa negatiivisesti hedelmien tuotantoon, laatuun ja satoon, kuten on tehty. havaittu lämpimillä alueilla viime vuosina. Käytimme tietoja erittäin tiheästä sääasemien verkostosta, joka tarjoaa tarkat mittarit nykyisestä tilanteesta. Keskityimme nykyisiin tuotantoalueisiin, sillä lämpenemiseen sopeutumista koskevat päätökset tehdään luultavasti niillä alueilla, joissa sopivat teknologiat ja tieto ovat hyvin vakiintuneet. Tällaisilla alueilla viljelykasvien siirrot aiheuttaisivat ei-toivottuja sosioekonomisia seurauksia ja väestökatoa. Lisäksi nykytilanteen karakterisoinnissa käytimme arvioitujen sijasta todellisia tuntilämpötiloja, jotka antavat tuloksiin enemmän tarkkuutta verrattuna muihin tutkimuksiin, joissa tuntilämpötiloja interpoloidaan päivittäisistä. Käytetty resoluutio (n. 5 km) on hienompi kuin muissa vastaavissa Espanjan tutkimuksissa (Rodríguez et ai., 2019, 2021; Lorite ym., 2020) ja auttaa tekemään päätöksiä myös paikallisella tasolla.
Materiaalit ja menetelmät
Ilmastotiedot ja maatalouden ilmastomuuttujat
Ilmastotiedot 340 sääasemalta, jotka sijaitsevat Espanjan tärkeimmillä kivihedelmien tuotantoalueilla (katso Kuva 1) käytettiin agroklimaattisten mittareiden arvioimiseen. Tiedot sisälsivät tärkeimmät ilmastomuuttujat, mukaan lukien keski-, maksimi- ja minimilämpötila (°C), suhteellinen kosteus (%), sademäärä (mm), haihtuminen (ETo, mm) ja auringon säteily (W/m).2). Epätäydellisiä tietueita ja ongelmia havaittiin joillakin tarkastelluilla asemilla. Espanjan asetuksen soveltamisen jälkeen (UNE 500540, 2004), lopuksi valittiin 270 asemaa. Tuntikohtaiset lämpötilatiedot olivat täydelliset lukuun ottamatta tyhjiä tunteja, jotka vastaavat huoltotapahtumia, joita ei täytetty, koska niiden osuus kokonaismäärästä oli mitätön. Vuosien 2000–2020 keskimääräisillä tuntilämpötiloilla laskettiin tärkeimmät maatalouden ilmastomuuttujat, mukaan lukien kylmyyden ja lämmön kertymät sekä mahdollisesti haitallisten pakkasten ja poikkeuksellisten lämpötilojen todennäköisyydet talvella. Täydellisten vuosien määrä asemaa kohti vaihtelee asemakohtaisesti: 5 - 21 vuotta (mediaani = 20) asemasta riippuen.
Kylmäkertymä kullekin kaudelle laskettiin 1. marraskuuta seuraavan vuoden helmikuun 28. päivään. Utah (Richardson et ai., 1974) ja dynaaminen (Fishman et ai., 1987) -malleja käytettiin tämän laskelman suorittamiseen. Lämmön kertymä kullekin kaudelle laskettiin 1. tammikuuta 8. huhtikuuta (noin 14 viikkoa) käyttäen Richardson (Richardson et ai., 1974) ja Anderson (Anderson et ai., 1986) mallit, jotka antavat tulokset kasvavina astetunteina (GDH). Pakkasten ja poikkeavien lämpötapahtumien todennäköisyydet laskettiin viikoittain seuraavasti: joka viikko tapahtuu pakkastapahtuma, jos lämpötila putoaa alle -1 °C vähintään kolmena peräkkäisenä tunnin aikana. Sitten pakkastapahtumien esiintymistodennäköisyys tietyllä viikolla määritellään kuinka monta kertaa kyseisellä viikolla oli vähintään yksi pakkastapahtuma tutkimusjakson aikana jaettuna tarkasteltavien vuosien määrällä. Samoin epänormaali lämpötapahtuma tapahtuu, jos lämpötila nousee yli 25 °C vähintään kolmena peräkkäisenä tunnin ajan. Sitten lasketaan epänormaalien lämpötapahtumien esiintymistodennäköisyys, kuten on selitetty pakkastapahtumille. Viikko 1 alkoi 1. tammikuuta. Pakkastapahtumien osalta viikkoja 2–10 pidettiin edustavina mahdollisina vaarallisina viikkoina. Ensimmäiset viikot alueella (eli viikosta 2 viikolle 5-6) olisivat vaarallisimmat lämpimillä alueilla, kun taas loput (eli viikot 5-6 - viikko 10) olisivat kriittisiä kylmillä alueilla. Poikkeavien lämpötapahtumien osalta tarkastelujakso vaihteli edellisen vuoden viikosta 49 (joulukuun alku) 8. päivään (helmikuun lopussa), jolloin nämä tapahtumat saattoivat lisätä myöhempien tuotantoongelmien aiheuttamaa varhaista lepotilan vapautumista.
Tulevaisuuden skenaariot
Tulevaisuuden skenaarioissa käytettiin Espanjan valtion ilmatieteen laitoksen (AEMET) laskemia lämpötilaennusteita. AEMET on tuottanut viime vuosina joukon alennettuja ilmastonmuutosennusteita Espanjassa joko soveltamalla tilastollisia alennustekniikoita globaalien ilmastomallien (GCM) tuloksiin tai hyödyntämällä dynaamisten skaalaustekniikoiden tuottamaa tietoa eurooppalaisten hankkeiden tai kansainvälisten aloitteiden kautta. kuten PRUDENCE, ENSEMBLES ja EURO-CORDEX (Amblar-Francés et al., 2018). Tässä tutkimuksessa käytimme ennustettuja vuorokausilämpötiloja (eli maksimi- ja minimilämpötiloja) käyttämällä keinotekoisiin hermoverkkoihin perustuvaa tilastollista alennusskaalaa. Tämä on arvioitu sopivaksi menetelmäksi ilmastoennusteiden tuottamiseksi Espanjan nykyisessä ja tulevassa skenaariossa ja samalla vähentää GCM-mallien harhaa (Hernanz et ai., 2022a,b) 5 km:n resoluutiolla. Lyhyen ja keskipitkän aikavälin tulosten tuottamiseksi on harkittu kahta ajallista horisonttia, nimittäin 2025–2045 (luonnoituna 2035) ja 2045–2065 (tunnusmerkkinä 2055). Otettiin huomioon kaksi edustavaa keskittymisreittiä, eli RCP4.5 ja RCP8.5 (van Vuuren ym., 2011). Huomionarvoista, että tässä tutkimuksessa käytettiin XNUMX GCM:ää (Taulukko 1). Tulokset esitettiin käyttämällä an kokonaisuus metodologia (Semenov ja Stratonovitch, 2010; Wallach ym., 2018), jossa kaikilla malleilla laskettujen ennustettujen mittareiden (esim. kylmän ja lämmön kertymisen tai todennäköisyyksien) keskiarvoja käytettiin myöhemmissä vaiheissa. Tuntilämpötilat agroilmastoindeksien laskemiseksi simuloitiin päivittäisistä lämpötiloista chillR-paketilla (Luedeling, 2019).
Taulukko 1
TAULUKKO 1. Luettelo tässä tutkimuksessa käytetyistä globaaleista ilmastomalleista.
Agroilmastomuuttujien vertaamiseksi nykyisessä ja tulevassa skenaariossa sääasemien todellista sijaintia verrattiin niiden lähimpiin pisteisiin ruudukosta. Suurin, minimi ja keskimääräinen etäisyys sääasemista niiden lähimpiin pisteisiin ruudukossa olivat vastaavasti 3.87, 0.26 ja 2.14 km. Kaikissa tapauksissa (nykyiset ja tulevat skenaariot) laskettiin interpoloitu alue tarkasteltujen sääasemien ympärillä (eli korkeintaan 50 km:n päässä lähimmästä sääasemasta) käänteisetäisyyspainotusmenetelmällä.
tulokset
Kylmän kertyminen
Kuten edellä todettiin, kylmän kertymisen laskemiseen käytettiin kahta mallia, nimittäin Utah-mallia (jäähdytysyksiköissä) ja dynaamista mallia (annoksina). Käyttämällä kaikkien asemien koko ajanjakson aikana kertyneen kokonaisjäähdytyksen keskiarvoja, havaittiin erittäin korkea korrelaatio molempien indeksien välillä (R2 = 0.95, Lisäkuva 1). Siksi tulokset esitetään käyttämällä vain yhtä niistä (osia). Kuva 2 näyttää keskimääräisten jäähdytysosien spatiaaliset kuviot eri tarkastelujaksojen aikana. Nykytilanteessa voimme nähdä, että on useita maantieteellisiä alueita, joilla on paljon kylmyyttä (≥75 annosta), kuten Ebron laakso, Pohjois-Extremadura ja jotkut sisäalueet Välimerellä. Ainoastaan Välimerellä ja Guadalquivirin laaksossa on lämpimiä alueita, joissa kylmyyttä kertyy alle 60 annosta (joillakin syrjäisillä alueilla jopa alle 50). Tulevaisuuden skenaariot osoittavat kertyneen kylmyyden selkeän vähenemisen lämpimillä alueilla, Pohjois-Extremadurassa ja joillakin Välimeren sisäalueilla. Ebron laaksoon kertyneen kylmyyden väheneminen tuotetaan alueen itäosaan, kun taas sisäosaan kertyy merkittävää talven kylmyyttä jopa pessimistisimmässä skenaariossa (esim. 2055_RCP8.5). Ilmaston lämpenemisen vaikutukset talven kylmyyden laskuun ovat odotetusti voimakkaammat 2055_RCP8.5-skenaariossa. Lisätaulukot 1-4 näytä keskimääräinen kylmyyden kertymä tarkastelujaksolla (1. marraskuuta helmikuun loppuun) osissa kaikissa kohteissa ja malleissa kussakin tulevaisuuden skenaariossa. Vertailun vuoksi on esitetty yhdentoista mallin tuottojen keskiarvo sekä rekisteröity kertynyt chill kaudelta 2000–2020.
Kuva 2
KUVA 2. Kylmän kertymistä Espanjan pääkiven tuotantoalueille nykytilanteen (noin 2000–2020), kahden aikahorisontin (2025–2045 ja 2045–2065) ja kahden tulevaisuuden skenaarion (RCP4.5 ja RCP8.5) mukaan.
Sen tarkistamiseksi, onko odotetulla kylmyyden kertymisen laskulla samanlainen vaikutus paikkoihin riippuen niiden nykyisestä kylmyyden kertymisestä, suoritettiin 270 sääaseman luokittelu, joka jaettiin keskimääräisten kertyneiden osien mukaan nykyisessä skenaariossa: alhainen kertymä (< 60 annosta, 34 asemaa), keskimääräinen kertyvyys (60-80 annosta, 121 asemaa) ja korkea kertyvyys (yli 80 annosta, 115 asemaa). Kuva 3 näyttää kertyneiden osien boxdiagrammit jokaisessa skenaariossa kolmen tyyppisten sijaintien osalta. Havaittu kylmyyden kertymisen lasku on odotetusti kunkin skenaarion mukaan. Mitä tulee mediaaniarvojen eroihin nykyisten ja tulevien skenaarioiden välillä, näyttää siltä, että nämä kolme sijaintityyppiä käyttäytyvät samalla tavalla (mikä tarkoittaa, että prosentuaaliset häviöt ovat korkeampia vähävaraisilla alueilla). Tietojen leviäminen on kuitenkin hyvin erilaista. Alhaisen ja korkean kylmän kerääntymisen alueet osoittavat pienempää hajontaa (joitakin poikkeavuuksia jakauman alemmassa päässä) kuin keskisuurilla alueilla, joilla on suurempi hajonta, mutta ei poikkeavia. Näiden korkean kylmyyden kertyneiden alueiden poikkeavien analyysi paljastaa, että kaikkien neljän tulevaisuuden skenaarion poikkeava arvo vastaa Välimeren sisäpuolista sijaintia (Játiva). Alhaisen kylmän kerääntymisen alueilla poikkeava arvo vastaa joka tapauksessa (mukaan lukien nykyinen skenaario) Välimeren rannikkopaikkaa (Almería). Jakauman ylimmän pään poikkeamat alueilla, joilla on vähän kylmyyttä, vastaavat sisäisiä paikkoja Välimerellä (esim. Montesa, Callosa de Sarriá ja Murcia), vaikka ne voivat olla artefakteja, koska ennusteet ennustavat kylmyyden kertymistä enemmän kuin tällä hetkellä. skenaario. Ne voivat johtua mahdollisista ilmastoeroista sääasemien todellisen sijainnin ja niiden lähimmän pisteen välillä tulevia ennusteita varten.
Kuva 3
KUVA 3. Kertyneen kylmyyden laatikkokuvat kaikissa skenaarioissa matalan (<60 annosta), keskitason (60–80 annosta) ja korkean (>80 annosta) kylmyyden kerääntymisasemille viittaavat nykyiseen skenaarioon.
Lämmön kertyminen
Lämmönkertymä laskettiin käyttämällä kahta mallia (eli Richardson- ja Anderson-mallit) samalla tavalla kuin kylmän kertymä. Myös molempien mallien tulosten välillä havaittiin korkea korrelaatio (R2 = 0.998, Lisäkuva 2). Siksi tulokset esitetään käyttämällä vain Andersonin mallin tuloksia. Kuva 4 näyttää keskimääräisen GDH:n spatiaaliset kuviot eri tarkastelujaksojen aikana. Kaikki GDH:ta koskevat skenaariot näyttävät korreloivan käänteisesti vastaavien kylmyyden kertymisskenaarioiden kanssa (Kuva 2). Paikoissa, joissa kylmyyden kerääntyminen on vähäistä, on korkea lämmönkertymä ja päinvastoin. Kun kylmyyden kerääntyminen vähenee tulevissa skenaarioissa, lämmön kertymä kasvaa suhteessa kullakin alueella. Esimerkiksi Pearsonin korrelaatiokerroin kylmän jäännöskertymän ja saadun lämmön kertymisen välillä nykyisessä ja 2055_RCP8.5-skenaariossa on 0.68 (p-arvo < 1e-15).
Kuva 4
KUVA 4. Lämmön kertyminen Espanjan pääkiven tuotantoalueilla nykytilanteeseen (noin 2000–2020), kahdelle aikahorisontille (2025–2045 ja 2045–2065) ja kahdelle tulevaisuuden skenaariolle (RCP4.5 ja RCP8.5)
Kuten kylmyyden kertymisen tapauksessa, GDH:n kasvun vaikutukset ovat odotetusti voimakkaammat 2055_RCP8.5-skenaariossa. Lisätaulukot 5-8 näytä keskimääräinen lämmönkertymä tarkastelujaksolla (1.–8.) GDH:na kaikissa paikoissa ja malleissa kussakin tarkastelussa. Esitetään yhdentoista mallin tehojen keskiarvo sekä vertailun vuoksi rekisteröity kertynyt lämpö kaudelta 2000–2020.
Pakkasen ja epänormaalien lämpötapahtumien todennäköisyys
Yllä määriteltyjen pakkastapahtumien todennäköisyys on esitetty kohdassa Kuva 5 vertaamalla viikkoja 2–10 nykyiselle ja 2035_RCP4.5- ja 2055_RCP8.5-skenaariolle (vain todennäköisyydet ≥ 10 %). Nykytilanteessa merkittäviä hallatapahtumien todennäköisyyksiä havaittiin erityisesti Ebron laakson alueilla, mutta myös Pohjois-Extremadurassa ja Välimeren sisäalueilla. Pakkasen todennäköisyys laskee odotetusti viikoista 2 viikosta 10:een, mutta joissakin tietyissä paikoissa Ebron laaksossa on edelleen merkittävä pakkastodennäköisyys viikolla 10. Analysoidut tulevaisuuden skenaariot Kuva 5 ovat optimistisimmat (eli 2035_RCP4.5) ja pessimistisimmät (eli 2055_RCP8.5) lämpötilan nousun suhteen. Pakkasten todennäköisyys katoaa Extremaduralta ja pienenee kaikilla alueilla, kun taas Ebron laakson juuri supistetuilla alueilla ja joillakin eristyneillä alueilla Välimeren sisäpuolella on todennäköisyydet yli 10 % jopa viikolla 10. Kuten nykytilanteessa, pakkastodennäköisyys laskee alkaen Viikot 2-10. On huomattavaa, että 2035_RCP4.5 ja 2055_RCP8.5 skenaariot esittävät samanlaisia kuvia pakkastapahtumien todennäköisyyksistä, mikä paljastaa, että Ebron laaksossa ja joissakin Välimeren sisäpuolisissa paikoissa esiintyy pakkastapahtumia kaikissa tarkasteluissa skenaarioissa.
Kuva 5
KUVA 5. Pakkastapahtumien todennäköisyys Espanjan tärkeimmillä kivituotantoalueilla viikoilla 2–10 nykyisissä skenaarioissa 2035_RCP4.5 ja 2055_RCP8.5.
Keskustelu ja johtopäätökset
Tässä tutkimuksessa yritettiin luonnehtia Espanjan tärkeimpiä kivihedelmiä tuottavia alueita käyttämällä historiallisia agroklimaattisia tietoja (erityisesti lämpötiloja) 270 sääasemalta, jotka sijaitsevat näillä alueilla, ja vertailla tuloksia tulevaisuuden ennusteisiin kahdessa aikahorisontissa ja RCP-skenaariossa. Tutkimusalueet valittiin sillä perusteella, että kivihedelmien (ts. persikan, aprikoosin, luumun ja kirsikka) viljelyä koskevat nykyiset ja tulevat päätökset tehdään pääosin nykyisillä tuotantoalueilla, joissa osaaminen ja Näiden kasvien viljelytekniikka on vahvasti asennettu. Näin ollen tässä tutkimuksessa ei keskitytä muihin tulevaisuuden mahdollisiin kivihedelmien viljelypaikkoihin.
Tärkeimmät laskennalliset muuttujat eli kylmyyden ja lämmön kertymä paljastavat, että tarkasteltavat alueet ovat maatalouden ilmaston kannalta varsin erilaisia ja ilmastonmuutoksella on merkittävä vaikutus erityisesti lämpimillä alueilla myös keskipitkällä aikavälillä. Kumman tahansa laskemiseen käytetyt mallit (eli Utah ja Dynamic chillille ja Richardson ja Anderson lämmön kerääntymiselle) osoittavat erittäin korkeita korrelaatioita, kuten aiemmin havaitsi Ruiz et ai. (2007, 2018).
Merkittäviä kylmyyden kertymisen vähenemistä ennustetaan kaikilla alueilla, mikä on yhtä mieltä aiempien Välimeren alueilla tehtyjen tutkimusten kanssa (Benmoussa ym., 2018, 2020; Rodríguez et ai., 2019; Delgado et ai., 2021; Fraga ja Santos, 2021). Kylmän kertymisen väheneminen tulee olemaan absoluuttisissa arvoissa samanlainen kaikilla tutkituilla alueilla, mutta lämpimimmät (eli Välimeren alue ja Guadalquivirin laakso) voivat vaikuttaa paljon enemmän kivihedelmien viljelysoveltuvuuteen, koska niiden nykyinen tilanne on jo rajoituksena. monia lajikkeita. Kylmillä alueilla, kuten Ebron laaksossa ja Extremadurassa, kylmyyden kertymisen väheneminen ei periaatteessa ole este viljelyn jatkamiselle, vaikka joillakin erityisillä kylmillä alueilla Extremadurassa ja Välimerellä kylmyyden kertymisen väheneminen on voimakkaampaa kuin muilla kylmillä alueilla. On huomattava, että mukaan Kuva 3, havaitaan äkillinen kylmyyden kertymisen lasku nykytilanteen ja lähitulevaisuuden välillä. Käytetyn ruudukon resoluutio, vaikka se olisi hieno (n. 5 km), voi olla syynä tähän vaikutukseen. Muita mahdollisia eroja, jotka johtavat liioiteltuihin eroihin ennustettujen ja todellisten arvojen välillä, voivat olla jäljellä olevat GCM-mallin poikkeamat, joita ei ole täysin minimoitu skaalausprosessin aikana, tai se, että vertaamme suoritettuja laskelmia todellisiin tuntilämpötiloihin (ts. skenaario) ja laskelmat, jotka on suoritettu idealisoiduilla lämpötilakäyrillä, jotka on johdettu ennustetuista päivittäisistä maksimi- ja minimilämpötiloista (Linvill, 1990) tulevaisuuden skenaarioita varten. Samanlaisia äkillisiä pudotuksia lähitulevaisuudessa havaitsivat myös Rodríguez et al., jotka ennustivat jopa 30 jäähdytysannoksen vähenemistä kaudelle 2021–2050 joissakin paikoissa Espanjassa (Rodríguez et ai., 2019), mikä on yhtäpitävä tulostemme kanssa. Benmoussa et ai. (2020), Delgado et ai. (2021)ja Fraga ja Santos (2021) ilmoitti myös äkillisistä pudotuksista historiallisten ja tulevaisuuden skenaarioiden välillä Tunisiassa, Portugalissa ja Asturiassa (Pohjois-Espanjassa). Kuten meidän tapauksessamme, nämä tutkimukset osoittivat myös, että tärkeitä eroja kertyneessä vilunvärisyydessä ei ilmene lähitulevaisuudessa riippumatta siitä, mitä RCP:tä tarkastellaan. Toisin kuin kylmyyden kerääntyminen, lämmön kertyminen kasvaa kaikissa skenaarioissa (erityisesti odotetusti vuonna 2055_RCP8.5), ja sen kehitys on käänteinen kylmyyden kertymiselle. Tämän huomasi myös Fraga ja Santos (2021) Portugalin puolesta.
Myös pakkasten ja epänormaalien lämpötapahtumien todennäköisyydet viikkoina, jolloin ne voivat merkittävästi vaikuttaa satoon ja tuotantoon (esim. myöhäinen pakkanen tai epänormaalit lämpötapahtumat ennen hajunsyövän vapautumista), laskettiin. Tämän hetkisen skenaarion mukaan pakkastapahtumat ovat odotetusti yleisempiä kylmillä alueilla. Avainviikkojen epänormaalit lämpötapahtumat ovat viime vuosina keskittyneet Välimeren alueelle, mutta erittäin pienillä todennäköisyyksillä. Tulevat arviot näille muuttujille osoittavat, että pakkaset viikkoina, jolloin kivihedelmien tuotanto voi vaikuttaa (Miranda et ai., 2005; Julian ym., 2007) vähenee vuosisadan edetessä ja tulee harvemmaksi RCP8.5:lle, mikä on yhtä mieltä aikaisempien tutkimusten kanssa (Leolini ym., 2018). Joillakin Ebron laakson alueilla ja tietyillä Välimeren alueiden sisäosilla tapahtuu kuitenkin edelleen huomattava määrä pakkastapahtumia vallitsevien viikkojen aikana jopa lämpimimmässä skenaariossa (eli 2055_RCP8.5, Kuva 5). Pakkastapahtuman määritelmä lämpötilan ja altistusajan suhteen liittyy läheisesti vakiintuneen lajikkeen fenologiseen vaiheeseen (Miranda et ai., 2005). Ottaen huomioon mahdollisten kivihedelmälajikkeiden suuren valikoiman, erittäin alhaisesta erittäin korkeaan CR:ään ja analysoitujen paikkojen lukumäärän kylmästä lämpimään, erityisten lajikkeiden/sijaintien pakkastapahtumien määritelmien määrittäminen ei ole mahdollista tässä tutkimuksessa, koska tietoja. Tämäntyyppiset tutkimukset suoritetaan yleensä käyttämällä muutamia paikkoja ja/tai lajikkeita, kuten suorittaja Lorite et ai. (2020) manteleille Espanjassa, Fernandez et ai. (2020) Chilessä, joka laski alle 0 °C:n vähimmäislämpötilat kukinnan aikana edustavimmille lehtipuupuulajeille, joita viljellään kullakin yhdeksällä tarkastelupaikalla, tai Parker et ai. (2021) joka harkitsi eri lämpötiloja ja fenologisia vaiheita kolmelle lajille (eli manteleille, avokadoille ja appelsiineille), mutta suoritti myös alueen yleisen karakterisoinnin ottamalla huomioon kolme lämpötilaa (0, -2 ja +2 °C) ja altistusaikaa. Valikoimamme -1 °C ja vähintään kolme peräkkäistä tuntia tähtäävät pakkastapahtumien kehityksen luonnehtimiseen pikemminkin kuin tiettyjen lajikkeiden aiheuttamien vahinkojen yhdistämiseen, mikä edellyttäisi erilaista tutkimusta. Tämä määritelmä hyväksyttiin asiantuntijoiden lausunnon perusteella. Koska lajikkeita on CR:n ja HR:n suhteen paljon ja lämpötilaolosuhteiden monimuotoisuus tässä tutkimuksessa tarkasteltavilla alueilla, valitsimme ne viikot (2-10), jolloin kaikki (tai useimmat) lajikkeen/paikan yhdistelmät voivat olla alttiita pakkasvaurioille fenologisen vaiheensa mukaan. Päätöksentekoa varten tuottajien tulee valita kartta, joka sopii parhaiten heidän erityiseen tilanteeseensa (eli lajikkeeseen/sijaintiin), jotta he voivat tehdä optimaalisen päätöksen. Yleensä lämpimät alueet ja/tai varhain kukkivat lajikkeet liittyvät aikaisempiin viikkoihin tarkastelualueella, kun taas kylmät alueet ja/tai myöhään kukkivat lajikkeet liittyvät myöhempään viikkoon tarkastelualueella. Epänormaalit lämpötapahtumat talvella, jotka voivat lisätä varhaista hajun vapautumista, mikä vaikuttaa negatiivisesti tuotantoon (Viti ja Monteleone, 1995; Rodrigo ja Herrero, 2002; Ladwig ym., 2019), lisätään pääasiassa Guadalquivirin laaksossa, Välimeren rannikkoalueilla sekä Extremadurassa ja joillakin Ebron laakson alueilla helmikuun puolivälissä tai lopussa (Kuva 6). Tämän mittarin kvantifiointia ei yleensä käsitellä kirjallisuudessa, mutta se voi aiheuttaa tärkeitä tuotantoongelmia lämpimillä alueilla, kuten viime vuosina on havaittu. Jälleen 25 °C:n tai sitä korkeamman lämpötilan asettaminen vähintään kolmeksi peräkkäiseksi tunniksi tällaisen tapahtuman määrittämiseksi perustui asiantuntijoiden mielipiteisiin. Samoin kuin pakkastapahtumien todennäköisyyksien osalta valitsimme ne viikot (49 - 8), jolloin kaikki (tai useimmat) lajikkeen/paikan yhdistelmistä voivat olla alttiita näille tapahtumille niiden fenologisen vaiheen mukaan. Yleensä lämpimät alueet ja/tai varhain kukkivat lajikkeet liittyvät aikaisempiin viikkoihin tarkastelualueella, kun taas kylmät alueet ja/tai myöhään kukkivat lajikkeet liittyvät myöhempään viikkoon tarkastelualueella.
Tässä tutkimuksessa lasketut agroklimaattiset mittarit antavat tuottajille arvokasta tietoa sopeutumisnäkökulmasta sopivimpien lajikkeiden valitsemiseksi jokaiselle tuotantoalueelle. Jokaisella lajikkeella on CR:t endodormanssin katkaisemiseksi (Campoy et ai., 2011b; Fadón et al., 2020b). Tulevaisuuden skenaarioissa ennustettu kylmyyden kertymisen väheneminen voi aiheuttaa sen, että tällä hetkellä viljellyt lajikkeet eivät täytä CR:ään tietyillä alueilla, erityisesti Välimeren ja Guadalquivirin laakson alueilla, jotka ovat jo lämpimiä. Tämä sisältäisi epätäydellisen hajun vapautumisen, joka vaikuttaa hedelmäpuihin kolmessa pääasiassa, nimittäin kukannuppujen putoamisessa (ja siten huonossa kukinnassa), kukinnan ja itämisen viivästymisessä sekä molempien prosessien epätasaisuudessa, mikä johtaa vakaviin tuotantoongelmiin (Legave et ai., 1983; Erez, 2000; Atkinson ym., 2013). Kaikki nämä voivat aiheuttaa merkittäviä taloudellisia tappioita tuottajille. Tässä yhteydessä tieto eri lajikkeiden CR:stä on ratkaisevan tärkeää, vaikka tällä hetkellä saatavilla oleva tieto on suhteellisen niukkaa kivihedelmäpuista (Fadón et al., 2020b), mukaan lukien persikka (Maulión ym., 2014), aprikoosi (Ruiz et ai., 2007), luumu (Ruiz et ai., 2018), ja makea kirsikka (Alburquerque ym., 2008).
Lämpimillä alueilla, kuten Välimerellä ja Guadalquivirin laaksossa, joissa kertynyt kylmyys on nykytilanteessa alle 60 annosta, kasvatetaan varhain kypsyviä lajikkeita, joiden CR on 30–60 annosta. Näiden lajikkeiden CR-täyttö voi olla vaarassa kaikissa analysoiduissa tulevaisuuden skenaarioissa (Kuva 2). Jotta varmistetaan eri lajien/lajikkeiden sopeutuminen näille alueille, saatetaan tarvita siirtoa, ja osa lajikkeista tulisi siirtää läheisille alueille (sisävyöhykkeille Välimeren alueella tai Extremaduraan Guadalquivirin laakson tapauksessa) jossa CR toteutuu myös tulevaisuuden skenaarioissa ja jäätymisriskien odotetaan pienenevän. Tässä yhteydessä erittäin alhaisen CR:n omaavien lajikkeiden käyttöönotosta tai kehittämisestä tulee keskeinen tavoite, joka on otettava huomioon vakiintuneiden lajien/lajikkeiden jalostusohjelmissa, erityisesti jotta se soveltuu lämpimille alueille, joilla nykyisten lajikkeiden sopeutuminen on vaarassa tulevaisuudessa. skenaarioita. Muuten nämä alueet eivät pysty säilyttämään kivihedelmien tuotantoon liittyvää tuotanto- ja taloudellista toimintaansa. Tämän lisäksi voitaisiin myös soveltaa erilaisia agronomisia käytäntöjä ja strategioita kylmyyden kertymisen vähenemisen minimoimiseksi näillä alueilla ainakin paikallisesti. Biostimulanttien käyttöä endodormanssin katkaisemiseksi ennen CR:n täyttämistä tai varjostusverkkojen käyttöä eri lepovaiheiden aikana on jo kuvattu lämpimillä alueilla kivihedelmätuotantoon (Gilreath ja Buchanan, 1981; Erez, 1987; Costa et ai., 2004; Campoy ym., 2010; Petri ym., 2014), vaikka lisätutkimusta ja optimointia on tehtävä näiden tekniikoiden tehostamiseksi ja niiden systemaattisen käytön edistämiseksi. Sitä vastoin kylmimmillä tuotantoalueilla, kuten Ebron laaksossa, pohjoisessa Extremadurassa ja joillakin Välimeren alueen sisäalueilla, on odotettavissa vähemmän pakkastapahtumia, mikä voisi mahdollistaa nykyistä aikaisemmat lajikkeet, mikä laajentaisi elinkelpoisten lajikkeiden määrää ja Tästä syystä tarjous markkinoille, jolla on myönteisiä taloudellisia seurauksia alueelle. Kaiken kaikkiaan kaikilla tuotantoalueilla on ratkaisevan tärkeää ottaa huomioon tällä hetkellä viljeltävät lajikkeet ja analysoida, mitkä ovat niiden CR-täytäntöönpanon reunalla niiden korvaamiseksi tai siirtämiseksi tai ottaa käyttöön yllä kuvatut hoitokäytännöt, jotta varmistetaan sopeutuminen uuteen ilmastonmuutokseen. skenaarioita.
Tulevaisuuden skenaariot ennustavat lämmön kertymisen osalta tämän muuttujan kasvua kaikilla tarkastelualueilla (Kuva 4). Lämpimillä ja keskitasoisilla alueilla tämä muuttuja ei ole yhtä ratkaiseva kuin kylmyyden kerääntyminen, mutta sillä voi olla merkittävä vaikutus fenologiaan, mikä edistää kukinta-aikoja ja siten lisää mahdollista pakkasvaurioriskiä (Mosedale ym., 2015; Unterberger ym., 2018; Ma et ai., 2019). Lisäpisteenä tämä kukintaennakko sisältää myös kypsymisen (Peñuelas ja Filella, 2001; Campoy et ai., 2011b), mikä tuottajien on otettava huomioon saattaakseen tuotteensa strategisesti markkinoille. Sitä vastoin kylmillä alueilla lämmön kertymisen puute nykyisessä tilanteessa voi haitata fenologista kehitystä ja hedelmän kasvua (Fadón ym., 2020a). Näitä tällä hetkellä kylmiä alueita suosii tulevaisuuden skenaarioiden ennustettu lämmön kertymisen kasvu. Kuten näkyy Kuva 6, epänormaalit lämpötapahtumat ovat yleisempiä tulevissa skenaarioissa päivinä, jolloin hedelmäpuut eivät vielä ole vapauttaneet endodormenssia, erityisesti lämpimillä alueilla, kuten Guadalquivirin laaksossa ja Välimeren alueilla. Näillä tapahtumilla voi olla erittäin kielteinen vaikutus, kun CR on osittain peitetty (noin 60–70 %), mikä saa aikaan epätäydellisen lepotilan vapautumisen, johon voi liittyä kasvullisia ja kukintaongelmia, millä on negatiivinen vaikutus hedelmäsatoon ja satoon (Rodrigo ja Herrero, 2002; Campoy ym., 2011a).
Joka tapauksessa jäähdytys- ja lämmönkertymämenetelmien muutoksilla ei ole yhteistä vaikutusta kaikkiin lajikkeisiin ja niiden sijaintipaikkoihin, koska joitain kompensaatiovaikutuksia voi esiintyä kylmyyden/lämmön kertymisen tasapainossa endodormantian vapautumisen tai kukinta-ajan ennustamisen kannalta (Pope et ai., 2014). Lisäksi paikkojen agroklimaattinen karakterisointi hyvin paikallisessa mittakaavassa saattaa vaatia tietyn datan kalibroinnin alueellisen heterogeenisyyden vuoksi (Lorite ym., 2020) tehdäksesi parhaat päätökset optimaalisista lajikevalinnoista. Tässä tutkimuksessa esitetyt tulokset voivat olla hyödyllisiä paitsi kivihedelmien tuotannossa myös muille lauhkean ilmaston hedelmille, joilla on valtava merkitys vakiintuneilla alueilla, kuten viiniköynnöksillä La Riojassa (Ebron laakso) tai muilla. Nämä tulokset voivat olla perustana päätöksenteon tukijärjestelmille, jotka auttavat tuottajia tekemään optimaalisia strategisia päätöksiä (esim. lajikkeiden valinta, siirtäminen ja lieventämiskäytäntöjen toteuttaminen) keskipitkällä ja pitkällä aikavälillä.
Tietojen saatavuuslausunto
Tutkimuksessa esitetyt alkuperäiset panokset sisältyvät artikkeliin/Oheismateriaali, lisätiedustelut voidaan osoittaa vastaaville tekijöille.
Tekijänoikeudet
MC, JG-B, JG ja DR suunnittelivat ja suunnittelivat tutkimuksen. MC toimitti nykyisen skenaarion agroilmastotiedot. JAE suoritti laskelmat tulevaisuuden skenaarioita varten. JAE ja DR kirjoittivat käsikirjoituksen pääosan. JE toimitti tietoja teknisistä agronomisista näkökohdista. JG johti tätä tutkimusta rahoittanutta innovaatioprojektia. Kaikki kirjoittajat tarkistivat asiakirjaa ja hyväksyivät toimitetun version.
Rahoitus
Taloudellisen tuen antoi Espanjan maatalous-, kalastus- ja elintarvikeministeriö innovaatiohankkeen "Kivihedelmäsektorin sopeutuminen ilmastonmuutokseen" (VIITE: MAPA-PNDR 20190020007385) kautta ja PRIMA-ohjelmasta, jota tuetaan H2020:n, Euroopan unionin puiteohjelman puitteissa. tutkimus- ja innovaatioohjelma ("AdaMedOr"-hanke; Espanjan tiede- ja innovaatioministeriön apurahanumero PCI2020-112113).
Eturistiriita
Kirjoittajat toteavat, että tutkimus toteutettiin ilman sellaisia kaupallisia tai taloudellisia suhteita, joita voitaisiin pitää mahdollisena eturistiriitana.
Julkaisijan huomautus
Kaikki tässä artikkelissa esitetyt väitteet ovat yksinomaan tekijöiden väitteitä, eivätkä välttämättä edusta heidän sidosjärjestöjensä tai kustantajan, toimittajien ja arvioijien väitteitä. Julkaisija ei takaa tai suosittele mitään tässä artikkelissa arvioitavia tuotteita tai niiden valmistajan esittämiä väitteitä.
Kiitokset
Kiitämme kaikkia espanjalaisen toimintaryhmän "Kivihedelmäsektorin sopeutuminen ilmastonmuutokseen" jäseniä (FECOAM, FECOAV, ANECOOP, Frutaria, Basol Fruits, Fundación Universidad-Empresa de la Región de Murcia, Fundación Cajamar) heidän arvokkaasta panoksestaan hankkeen kehitystä. Kiitämme AEMETiä verkkosivuillaan olevista tiedoista (http://www.aemet.es/es/serviciosclimaticos/cambio_climat/datos_diarios).
Oheismateriaali
Tämän artikkelin lisämateriaali löytyy osoitteesta: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.842628/full#supplementary-material
Täydentävä kuva 1 | Keskimääräisten kertyneiden annoksien ja jäähdytysyksiköiden välinen korrelaatio nykyisessä skenaariossa kaikilla sääasemilla.
Täydentävä kuva 2 | Andersonin ja Richardsonin mallien keskimääräisen kumuloituneen GDH:n välinen korrelaatio nykyisessä skenaariossa kaikilla sääasemilla.
Viitteet
Alburquerque, N., García-Montiel, F., Carrillo, A. ja Burgos, L. (2008). Makeakirsikkalajikkeiden jäähdytys- ja lämpövaatimukset sekä korkeuden ja jäähdytysvaatimusten täyttymisen todennäköisyyden suhde. Ympäristö. Exp. Bot. 64, 162–170. doi: 10.1016/j.envexpbot.2008.01.003
Amblar-Francés, kansanedustaja, Pastor-Saavedra, MA, Casado-Calle, MJ, Ramos-Calzado, P. ja Rodríguez-Camino, E. (2018). Strategia ilmastonmuutosennusteiden luomiseksi espanjalaisen vaikutusyhteisön ruokkimiseksi. Adv. Sci. Res. 15, 217-230.
Anderson, JL, Richardson, EA ja Kesner, CD (1986). "Montmorency"-hapankirsikan jäähdytysyksikkö- ja kukkanuppufenologiamallien validointi. Acta Hortic. 1986, 71–78. doi: 10.17660/ActaHortic.1986.184.7
Atkinson, CJ, Brennan, RM ja Jones, HG (2013). Jäähtymisen väheneminen ja sen vaikutus lauhkean ilmaston monivuotisiin satoihin. Ympäristö. Exp. Bot. 91, 48–62. doi: 10.1016/j.envexpbot.2013.02.004
Benmoussa, H., Ben Mimoun, M., Ghrab, M. ja Luedeling, E. (2018). Ilmastonmuutos uhkaa Keski-Tunisian pähkinätarhoja. Int. J. Biometeorol. 62, 2245–2255. doi: 10.1007/s00484-018-1628-x
Benmoussa, H., Luedeling, E., Ghrab, M. ja Ben Mimoun, M. (2020). Talven kylmän voimakas lasku vaikuttaa Tunisian hedelmä- ja pähkinäpuutarhoihin. Clim. Chan. 162, 1249–1267. doi: 10.1007/s10584-020-02774-7
Campoy, JA, Ruiz, D., Cook, N., Allderman, L. ja Egea, J. (2011a). Korkeat lämpötilat ja silmujen puhkeamisaika matalan viileän aprikoosissa 'Palsteyn'. Kohti jäähdytys- ja lämpövaatimusten täyttämisen parempaa ymmärtämistä. Sci. Hortic. 129, 649–655. doi: 10.1016/j.scienta.2011.05.008
Campoy, JA, Ruiz, D. ja Egea, J. (2011b). Lepotila lauhkeissa hedelmäpuissa ilmaston lämpenemisen yhteydessä: katsaus. Sci. Hortic. 130, 357–372. doi: 10.1016/j.scienta.2011.07.011
Campoy, JA, Ruiz, D. ja Egea, J. (2010). Varjostuksen ja tidiatsuroni+öljykäsittelyn vaikutukset lepotilan katkeamiseen, kukkimiseen ja hedelmien asettumiseen aprikoosissa lämpimässä ja talvisessa ilmastossa. Sci. Hortic. 125, 203–210. doi: 10.1016/j.scienta.2010.03.029
Chmielewski, F.-M., Götz, K.-P., Weber, KC ja Moryson, S. (2018). Ilmastonmuutos ja kevätpakkasvauriot kirsikoille Saksassa. Int. J. Biometeorol. 62, 217–228. doi: 10.1007/s00484-017-1443-9
Chylek, P., Li, J., Dubey, MK, Wang, M. ja Lesins, G. (2011). Havaittu ja mallinnettu 20-luvun arktisen lämpötilan vaihtelu: Kanadan maajärjestelmän malli CanESM2. Atmos. Chem. Phys. Keskustella. 11, 22893–22907. doi: 10.5194/acpd-11-22893-2011
Costa, C., Stassen, PJC ja Mudzunga, J. (2004). Kemialliset jäännösmurtoaineet Etelä-Afrikan siemen- ja kivihedelmäteollisuudelle. Acta Hortic. 2004, 295–302. doi: 10.17660/ActaHortic.2004.636.35
Delgado, A., Dapena, E., Fernandez, E. ja Luedeling, E. (2021). Luoteis-Espanjasta kotoisin olevien omenapuiden ilmastovaatimukset lepotilan aikana – Ilmaston lämpeneminen voi uhata korkean viileän lajikkeiden viljelyä. euroa J. Agron. 130:126374. doi: 10.1016/j.eja.2021.126374
Delworth, TL, Broccoli, AJ, Rosati, A., Stouffer, RJ, Balaji, V., Beesley, JA et ai. (2006). GFDL:n CM2 globaalisti kytketyt ilmastomallit. osa I: formulaatio- ja simulointiominaisuudet. 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 ai. (2013). Ilmastonmuutosennusteet IPSL-CM5-maajärjestelmämallilla: CMIP3:sta CMIP5:een. Clim. Dyn. 40, 2123–2165. doi: 10.1007/s00382-012-1636-1
Erez, A. (1987). Silmujen puhkeamisen kemiallinen torjunta. HortScience 22, 1240-1243.
Erez, A. (2000). "Bud Dormancy; Ilmiö, ongelmat ja ratkaisut trooppisilla ja subtrooppisilla alueilla Lauhkeat hedelmäsadot lämpimissä ilmastoissa, toim. A. Erez (Dordrecht: Springer), 17–48. doi: 10.1007/978-94-017-3215-4_2
Fadón, E., Fernandez, E., Behn, H. ja Luedeling, E. (2020a). Käsitteellinen kehys lehtipuiden talvilepotilalle. Agronomia 10:241. doi: 10.3390/agronomy10020241
Fadón, E., Herrera, S., Guerrero, BI, Guerra, ME ja Rodrigo, J. (2020b). Lauhkean vyöhykkeen kivihedelmäpuiden (Prunus sp.) jäähdytys- ja lämpötarve. Agronomia 10:409. doi: 10.3390/agronomy10030409
FAOSTAT (2019). Elintarvike- ja maataloustiedot. Rooma: FAO.
Fernandez, E., Whitney, C., Cuneo, IF ja Luedeling, E. (2020). Mahdollisuudet pienentää Chilen lehtipuutuotannon talven viileyttä koko 21-luvun ajan. Clim. Chan. 159, 423–439. doi: 10.1007/s10584-019-02608-1
Fishman, S., Erez, A. ja Couvillon, GA (1987). Lepotilan katkeamisen lämpötilariippuvuus kasveissa: matemaattinen analyysi kaksivaiheisesta mallista, joka sisältää yhteistoiminnallisen siirtymän. J. Theor. Biol. 124, 473–483. doi: 10.1016/S0022-5193(87)80221-7
Fraga, H. ja Santos, JA (2021). Arvio ilmastonmuutoksen vaikutuksista jäähdytykseen ja pakotukseen tärkeimmillä tuorehedelmäalueilla Portugalissa. Edessä. Plant Sci. 12:1263. doi: 10.3389/fpls.2021.689121
Gilreath, PR ja Buchanan, DW (1981). "Sungold"- ja "Sunlite"-nektariinin kukka- ja kasvusimumujen kehitys, johon vaikuttaa haihduttava jäähdytys pään yläpuolella levittämisellä levon aikana. J. Am. Soc. Hortic. Sci. 106, 321-324.
Giorgetta, MA, Jungclaus, J., Reikk, CH, Legutke, S., Bader, J., Böttinger, M., et ai. (2013). Ilmaston ja hiilen kierto muuttuu 1850:stä 2100:aan MPI-ESM-simulaatioissa Coupled Model Intercomparison Project -vaiheessa 5. J. Adv. Malli. Earth Syst. 5, 572–597. doi: 10.1002/jame.20038
Giorgi, F. ja Lionello, P. (2008). Ilmastonmuutosennusteet Välimeren alueella. Loraus. Planeetta. Chan. 63, 90–104. doi: 10.1016/j.gloplacha.2007.09.005
Guo, L., Dai, J., Wang, M., Xu, J. ja Luedeling, E. (2015). Kevätfenologian vastaukset lauhkean vyöhykkeen puissa ilmaston lämpenemiseen: tapaustutkimus aprikoosin kukinnasta Kiinassa. Agric. varten. 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 ai. (2019). Levitysmarginaalit luonnollisina laboratorioina päättelemään lajien kukinnan reaktiot ilmaston lämpenemiseen ja vaikutuksiin pakkasriskiin. Agric. varten. Meteorol. 268, 299–307. doi: 10.1016/j.agrformet.2019.01.038
Hatfield, JL, Sivakumar, MVK ja Prueger, JH (toim.) (2019). Agroklimatologia: maatalouden yhdistäminen ilmastoon. 1. painos Madison: American Society of Agronomy.
Hernanz, A., García-Valero, JA, Domínguez, M., Ramos-Calzado, P., Pastor-Saavedra, MA ja Rodríguez-Camino, E. (2022a). Tilastollisten skaalausmenetelmien arviointi ilmastonmuutosennusteita varten Espanjassa: nykyiset olosuhteet täydellisillä ennustajilla. Int. J. Climatel. 42, 762–776. doi: 10.1002/joc.7271
Hernanz, A., García-Valero, JA, Domínguez, M. ja Rodríguez-Camino, E. (2022b). Tilastollisten skaalausmenetelmien arviointi ilmastonmuutosennusteita varten Espanjassa: Tulevaisuuden olosuhteet pseudotodellisuudella (siirrettävyyskoe). Int. J. Climatel. 2022:7464. doi: 10.1002/joc.7464
IPCC (2021). Ilmastonmuutos 2021: Fysikaaliset tieteet. Työryhmän I panos hallitustenvälisen ilmastonmuutospaneelin kuudenteen arviointiraporttiin. Cambridge: Cambridge University Press.
Ji, D., Wang, L., Feng, J., Wu, Q., Cheng, H., Zhang, Q., et ai. (2014). Kuvaus ja perusarviointi Beijing Normal University Earth System Model (BNU-ESM) -versiosta 1. Geosci. Malli Dev. 7, 2039–2064. doi: 10.5194/gmd-7-2039-2014
Julian, C., Herrero, M. ja Rodrigo, J. (2007). Aprikoosin (Prunus armeniaca L.) kukkanuppujen pudotus ja kukintaa edeltävä pakkasvaurio. J. Appl. Bot. Food Qual. 81, 21-25.
Ladwig, LM, Chandler, JL, Guiden, PW ja Henn, JJ (2019). Talven äärimmäinen lämmin tapahtuma aiheuttaa monille puulajeille poikkeuksellisen aikaista silmujen puhkeamista. ekosfäärin 10:e02542. doi: 10.1002/ecs2.2542
Legave, JM, Garcia, G. ja Marco, F. (1983). Joitakin kuvailevia puolia kukkanuppujen tai nuorten kukkien pudotusprosessista, joka havaitaan aprikoosipuussa Etelä-Ranskassa. Acta Hortic. 1983, 75–84. doi: 10.17660/ActaHortic.1983.121.6
Leolini, L., Moriondo, M., Fila, G., Costafreda-Aumedes, S., Ferrise, R. ja Bindi, M. (2018). Myöhäiskevään pakkaset vaikuttavat tulevaan rypäleen levinneisyyteen Euroopassa. Field Crops Res. 222, 197–208. doi: 10.1016/j.fcr.2017.11.018
Linvill, DE (1990). Jäähdytystuntien ja -yksiköiden laskeminen päivittäisistä maksimi- ja minimilämpötilahavainnoista. HortScience 25, 14-16.
Lorite, IJ, Cabezas-Luque, JM, Arquero, O., Gabaldón-Leal, C., Santos, C., Rodríguez, A., et ai. (2020). Fenologian rooli ilmastonmuutoksen vaikutuksissa ja puukasvien sopeutumisstrategioissa: tapaustutkimus mantelitarhoista Etelä-Euroopassa. Agric. varten. Meteorol. 294:108142. doi: 10.1016/j.agrformet.2020.108142
Luedeling, E. (2012). Ilmastonmuutoksen vaikutukset talven kylmyyteen lauhkean hedelmien ja pähkinöiden tuotannossa: katsaus. Sci. Hortic. 144, 218–229. doi: 10.1016/j.scienta.2012.07.011
Luedeling, E. (2019). chillR: tilastolliset menetelmät fenologian analyysiin lauhkean vyöhykkeen hedelmäpuissa. R-paketin versio 0.70.21.
Luedeling, E., Girvetz, EH, Semenov, MA ja Brown, PH (2011). Ilmastonmuutos vaikuttaa talven kylmyyteen lauhkeille hedelmä- ja pähkinäpuille. PLoS One 6: e20155. doi: 10.1371 / journal.pone.0020155
Luedeling, E., Schiffers, K., Fohrmann, T. ja Urbach, C. (2021). PhenoFlex – integroitu malli ennustamaan kevätfenologiaa lauhkeissa hedelmäpuissa. Agric. varten. Meteorol. 307:108491. doi: 10.1016/j.agrformet.2021.108491
Ma, Q., Huang, J.-G., Hänninen, H. ja Berninger, F. (2019). Kevään hallan aiheuttamien puiden aiheuttamien vahinkojen riskit vaihtelevat Euroopassa viimeaikaisen lämpenemisen myötä. Loraus. Chan. Biol. 25, 351–360. doi: 10.1111/gcb.14479
Mahmood, A., Hu, Y., Tanny, J. ja Asante, EA (2018). Varjostuksen ja hyönteissuojattujen verkkojen vaikutukset sadon mikroilmastoon ja tuotantoon: katsaus viimeaikaisiin edistysaskeliin. 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 ai. (2014). Menetelmien vertailu nektariini- ja persikkagenotyyppien kukinnan jäähdytys- ja lämpötarpeen arvioimiseksi. Sci. Hortic. 177, 112–117. doi: 10.1016/j.scienta.2014.07.042
MedECC (2020). Ilmaston ja ympäristön muutos Välimeren alueella – nykytilanne ja tulevaisuuden riskit Ensimmäinen Välimeren arviointiraportti. Marseille: MedECC. doi: 10.5281/zenodo.4768833
Miranda, C., Santesteban, LG ja Royo, JB (2005). Roudan lämpötilan ja vauriotason välisen suhteen vaihtelu joidenkin viljeltyjen prunuslajien osalta. HortScience 40, 357–361. doi: 10.21273/HORTSCI.40.2.357
Miranda, C., Urrestarazu, J. ja Santesteban, LG (2021). fruclimadapt: R-paketti lauhkean vyöhykkeen hedelmälajien ilmaston sopeutumisen arviointiin. Comput. Elektroni. Agric. 180:105879. doi: 10.1016/j.compag.2020.105879
Mosedale, JR, Wilson, RJ ja Maclean, IMD (2015). Ilmastonmuutos ja sadon altistuminen epäsuotuisille sääolosuhteille: muutokset pakkasriskissä ja viiniköynnösten kukinta-olosuhteissa. PLoS One 10: e0141218. doi: 10.1371 / journal.pone.0141218
Olesen, JE ja Bindi, M. (2002). Ilmastonmuutoksen vaikutukset Euroopan maatalouden tuottavuuteen, maankäyttöön ja politiikkaan. euroa J. Agron. 16, 239–262. doi: 10.1016/S1161-0301(02)00004-7
Parker, L., Pathak, T. ja Ostoja, S. (2021). Ilmastonmuutos vähentää arvokkaiden Kalifornian hedelmätarhojen pakkasaltistusta. Sei. Kokonaisympäristö. 762:143971. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.143971
Peñuelas, J. ja Filella, I. (2001). Reaktiot lämpenevään maailmaan. tiede 294, 793 – 795. doi: 10.1126 / tiede.1066860
Petri, JL, Leite, GB, Couto, M., Gabardo, GC ja Haverroth, FJ (2014). Kemiallinen silmujen puhkeamisen induktio: uuden sukupolven tuotteet korvaamaan vetysyanamidin. Acta Hortic. 2014, 159–166. doi: 10.17660/ActaHortic.2014.1042.19
Pope, KS, Da Silva, D., Brown, PH ja DeJong, TM (2014). Biologinen lähestymistapa lauhkean lehtipuiden kevätfenologian mallintamiseen. Agric. varten. Meteorol. 198, 15–23. doi: 10.1016/j.agrformet.2014.07.009
Richardson, EA, Seeley, SD ja Walker, DR (1974). Malli "Redhaven" ja "Elberta" persikkapuiden lepoajan arvioimiseksi. HortScience 9, 331-332.
Rodrigo, J. ja Herrero, M. (2002). Kukkimista edeltävien lämpötilojen vaikutukset aprikoosin kukkien kehitykseen ja hedelmien asettumiseen. Sci. Hortic. 92, 125–135. doi: 10.1016/S0304-4238(01)00289-8
Rodríguez, A., Pérez-López, D., Centeno, A. ja Ruiz-Ramos, M. (2021). Espanjan lauhkean vyöhykkeen hedelmäpuulajikkeiden elinkelpoisuus ilmastonmuutoksessa jäähdytyskertymän mukaan. 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 ai. (2019). Kylmä kertyminen hedelmäpuihin Espanjassa ilmastonmuutoksen alla. Nat. Vaarat Earth Syst. Sci. 19, 1087–1103. doi: 10.5194/nhess-19-1087-2019
Ruiz, D., Campoy, JA ja Egea, J. (2007). Aprikoosilajikkeiden jäähdytys- ja lämpövaatimukset kukinnan aikana. Ympäristö. Exp. Bot. 61, 254–263. doi: 10.1016/j.envexpbot.2007.06.008
CrossRef koko teksti | Google Scholar
Ruiz, D., Egea, J., Salazar, JA ja Campoy, JA (2018). Japanilaisten luumulajikkeiden jäähdytys- ja lämpövaatimukset kukinnan aikana. 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 ai. (2011). Trooppisten syklonien vaikutukset valtameren lämmönsiirtoon korkearesoluutioisessa kytketyssä yleiskiertomallissa. J. Clim. 24, 4368–4384. doi: 10.1175/2011JCLI4104.1
Semenov, MA ja Stratonovitch, P. (2010). Globaalien ilmastomallien monimallikokonaisuuksien käyttö ilmastonmuutoksen vaikutusten arvioinnissa. Clim. Res. 41, 1–14. doi: 10.3354/cr00836
UNE 500540 (2004). Automaattiset sääasemien verkot: Ohjeita säätietojen validointiin asemaverkoista. Madrid: AENOR
Unterberger, C., Brunner, L., Nabernegg, S., Steininger, KW, Steiner, AK, Stabentheiner, E., et ai. (2018). Kevätpakkasriski alueelliselle omenatuotannolle lämpimämmässä ilmastossa. PLoS One 13: e0200201. doi: 10.1371 / journal.pone.0200201
van Vuuren, DP, Edmonds, J., Kainuma, M., Riahi, K., Thomson, A., Hibbard, K., et ai. (2011). Edustavat keskittymisreitit: yleiskatsaus. Clim. Chan. 109:5. doi: 10.1007/s10584-011-0148-z
Viti, R. ja Monteleone, P. (1995). Korkean lämpötilan vaikutus kukannupupoikkeamien esiintymiseen kahdessa aprikoosilajikkeessa, joille on ominaista erilainen tuottavuus. Acta Hortic. 1995, 283–290. doi: 10.17660/ActaHortic.1995.384.43
Volodin, EM, Dianskii, NA ja Gusev, AV (2010). Simuloi nykyajan ilmastoa ilmakehän ja valtameren yleisten kiertokulkujen INCM4.0-kytketyn mallin avulla. Izv. Tunnelma. Valtameri. Phys. 46, 414–431. doi: 10.1134 / S000143381004002X
Wallach, D., Martre, P., Liu, B., Asseng, S., Ewert, F., Thorburn, PJ, et ai. (2018). Monimallikokonaisuudet parantavat sadon, ympäristön ja hoidon vuorovaikutuksen ennustamista. Loraus. Chan. Biol. 24, 5072–5083. doi: 10.1111/gcb.14411
Watanabe, S., Hajima, T., Sudo, K., Nagashima, T., Takemura, T., Okajima, H., et ai. (2011). MIROC-ESM 2010: mallikuvaus ja CMIP5-20c3m-kokeiden perustulokset. Geosci. Malli Dev. 4, 845–872. doi: 10.5194/gmd-4-845-2011
Wu, T., Song, L., Li, W., Wang, Z., Zhang, H., Xin, X. et ai. (2014). Yleiskatsaus BCC-ilmastojärjestelmän mallin kehittämiseen ja soveltamiseen ilmastonmuutostutkimuksiin. 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 ai. (2012). Ilmatieteen tutkimuslaitoksen uusi globaali ilmastomalli: MRI-CGCM3 — Model Description and Basic Performance. J. Meteorol. Soc. Jpn. Ser II 90, 23–64. doi: 10.2151/jmsj.2012-A02
Avainsanat: Prunus, kivihedelmät, sopeutuminen, kylmyyden kerääntyminen, fenologia, pakkasriski, lajikevalinta, agroilmastomittarit
Citation: Egea JA, Caro M, García-Brunton J, Gambín J, Egea J ja Ruiz D (2022) Espanjan tärkeimpien kivihedelmien tuotantoalueiden maatalouden ilmastomittarit nykyisissä ja tulevissa ilmastonmuutosskenaarioissa: vaikutukset mukautuvasta näkökulmasta. Edessä. Plant Sci. 13:842628. doi: 10.3389/fpls.2022.842628
Otettu vastaan: 23 joulukuu 2021; hyväksytty: 02 toukokuu 2022;
Julkaistu: 08 kesäkuu 2022.
Muokannut:Hisayo Yamane, Kioton yliopisto, Japani
Arvostellut:Liang Guo, Northwest A&F University, Kiina
Kirti Rajagopalan, Washington State University, Yhdysvallat
tekijänoikeus © 2022 Egea, Caro, García-Brunton, Gambín, Egea ja Ruiz. Tämä on avoimen pääsyn artikkeli, jota jaetaan Creative Commonsin nimeämislisenssi (CC BY). Muissa foorumeissa käyttö, jakelu tai jäljentäminen on sallittua, jos alkuperäinen kirjailija (t) ja tekijänoikeuksien omistaja (t) on hyvitetty ja että alkuperäisessä julkaisussa tässä lehdessä viitataan hyväksytyn akateemisen käytännön mukaisesti. Käyttö, jakelu tai jäljentäminen ei ole sallittua, mikä ei ole näiden ehtojen mukainen.
*Kirjeenvaihto: Jose A. Egea, jaegea@cebas.csic.es; David Ruiz, druiz@cebas.csic.es
Lähde: https://www.frontiersin.org