Jose A. Egea1*, Manuel Caro2, Jesús García-Brunton2, Jesús Gambín 3, José Egea 1 en David Ruiz 1*
- 1Fruit Breeding Group, Afdeling Plantenveredeling, CEBAS-CSIC, Murcia, Spanje
- 2Murcia Institute of Agri-Food Research and Development, Murcia, Spanje
- 3ENAE Business School, Universiteit van Murcia, Murcia, Spanje
De productie van steenfruit is van enorm economisch belang in Spanje. De teeltlocaties voor deze fruitsoorten (dwz perzik, abrikoos, pruim en zoete kers) bestrijken brede en klimatologisch diverse geografische gebieden in het land. De klimaatverandering veroorzaakt nu al een stijging van de gemiddelde temperatuur met een bijzondere intensiteit in bepaalde gebieden, zoals de Middellandse Zee. Deze veranderingen leiden tot een afname van de opgehoopte kou, wat een grote invloed kan hebben op de fenologie van Prunus soorten zoals steenfruit, bijvoorbeeld door moeilijkheden om te voldoen aan de koelingsvereisten om endodormantie te doorbreken, het optreden van late vorst of abnormaal vroege hoge temperaturen. Al deze factoren kunnen de fruitproductie en -kwaliteit ernstig aantasten en daarom zeer negatieve gevolgen hebben vanuit sociaal-economisch oogpunt in de gevestigde regio's. Aldus wordt in dit werk een karakterisering van de huidige teeltgebieden uitgevoerd in termen van agroklimatologische variabelen (bijv. Koude- en warmteaccumulatie en waarschijnlijkheid van vorst en vroege abnormale hittegebeurtenissen), gebaseerd op gegevens van 270 weerstations van de afgelopen 20 jaar. een informatief beeld te geven van de huidige situatie. Daarnaast worden ook toekomstige klimaatprognoses van verschillende mondiale klimaatmodellen (gegevens afkomstig van het Meteorologisch Staatsagentschap van Spanje - AEMET) tot 2065 voor twee representatieve concentratietrajectscenario's (namelijk RCP4.5 en RCP8.5) geanalyseerd. Met de huidige situatie als uitgangspunt en rekening houdend met de toekomstscenario's kan informatie worden afgeleid over de huidige en toekomstige adaptieve geschiktheid van de verschillende soorten/cultivars voor de verschillende teeltgebieden. Deze informatie zou de basis kunnen vormen voor een beslissingsondersteunend instrument om de verschillende belanghebbenden te helpen optimale beslissingen te nemen met betrekking tot de huidige en toekomstige teelt van steenfruit of andere gematigde soorten in Spanje.
Introductie
Spanje is een van 's werelds grootste producenten van steenfruit (dwz perzik, abrikoos, pruim en zoete kers) met een gemiddelde jaarlijkse productie van ongeveer 2 miljoen ton. De teelt van deze vruchten speelt een zeer belangrijke economische rol in het land, met een oppervlakte van ongeveer 140,260 ha (FAOSTAT, 2019). De belangrijkste teeltgebieden in Spanje voor deze cultivars bevinden zich in gebieden met verschillende agroklimatologische kenmerken: van warme gebieden zoals de Guadalquivir-vallei en een groot deel van het Middellandse Zeegebied tot koude gebieden zoals het noorden van Extremadura, de Ebro-vallei en enkele binnenlocaties van het Middellandse Zeegebied. (zien Figuur 1). Aangezien deze gewassen voldoende winterkou nodig hebben om endodormantie te doorbreken en productieproblemen te voorkomen (Atkinson et al., 2013)Campoy et al., 2011b; Luedeling et al., 2011; Lüdeling, 2012; Julian et al., 2007; Guo et al., 2015; 2019; Chmielewski et al., 2018), en (iv) de beste landbouwpraktijken en -technologieën selecteren om het effect van klimaatverandering te verzachten (Campoy et al., 2010; Mahmood et al., 2018).
Koel- en warmtebehoefte (Fadon et al., 2020b) of mate van vorstschade (Miranda et al., 2005) van de huidige gekweekte soorten/cultivars kunnen worden gekoppeld aan de agroklimatologische meetgegevens in de verschillende gebieden om beslissingsinstrumenten te bouwen die producenten en andere belanghebbenden helpen bij het ontwerpen van een optimaal productie- en economisch beleid voor de middellange en lange termijn. Beschikbare modelleringstools om grote reeksen klimaat- en fenologische gegevens te verwerken, dienen al als basis om de bovengenoemde beslissingstools te bouwen (Lüdeling, 2019; Luedeling et al., 2021; Miranda et al., 2021). Klimaatprojecties in het Middellandse Zeegebied laten zien dat de gevolgen van de opwarming van de aarde in dit gebied bijzonder ernstig kunnen zijn (Giorgi en Lionello, 2008; MedECC, 2020; IPCC, 2021), dus anticipatiemaatregelen zijn van cruciaal belang om toekomstige productieproblemen te voorkomen, die ernstige gevolgen kunnen hebben voor de economie van bepaalde regio's, zoals die welke in deze studie worden gepresenteerd (Olesen en Bindi, 2002; Benmoussa et al., 2018).
Verschillende onderzoeken hebben de negatieve invloed van de opwarming van de aarde op de productie van gematigd fruit en noten in verschillende regio's over de hele planeet vastgesteld. De belangrijkste oorzaken houden verband met de afname van de winterkou, hoewel in sommige onderzoeken ook rekening wordt gehouden met de toename van vorstrisico's als gevolg van de verwachte voortgang in bloei en bloei. Fernandez et al. voorspelde een afname van de winterkou die nodig is voor de productie van bladverliezend fruit in Chili, met verwachte negatieve gevolgen in de noordelijke delen van het land. Tegelijkertijd voorspelden ze een aanzienlijke vermindering van de kans op vorst tijdens de meest plausibele periode van knopuitbarsting voor bladverliezende fruitbomen voor alle beschouwde locaties (Fernandez et al., 2020); Lorite et al. analyseerde fenomenen zoals gebrek aan winterkou, vorstrisico en warme omstandigheden tijdens de bloei op het Iberisch schiereiland voor sommige amandelcultivars die klimaatprojecties en fenologische informatie koppelden. Ze ontdekten dat, in het algemeen (en afhankelijk van de beschouwde cultivar), (i) het gebrek aan winterkou meer uitgesproken zal zijn aan de Middellandse Zeekust en de Guadalquivir-vallei, (ii) warme omstandigheden tijdens de bloei intenser zullen zijn in de centrale Plateau en Ebro-vallei, en (iii) het risico op vorst wordt beperkt tot bepaalde delen van het noordelijk plateau en de noordelijke heuvelachtige gebieden (Lorite et al., 2020). Benmoussa et al. voorspelde belangrijke toekomstige verlagingen van de winterkou in Tunesië die de productie van sommige soorten fruit en noten aanzienlijk kunnen beïnvloeden. Voor het meest pessimistische scenario zouden bijvoorbeeld alleen low-chill amandelcultivars levensvatbaar kunnen zijn. In andere scenario's zouden sommige cultivars van pistachenoten en perziken zelfs op de lange termijn levensvatbaar kunnen zijn voor het noordwestelijke deel van het land (Benmoussa et al., 2020); Fraga en Santos hielden rekening met zowel de toekomstige koeling en warmteaccumulatie als hun impact op de teelt van verschillende soorten fruit in Portugal. Ze voorspelden een sterke daling van de kou in de winter, die de binnenste regio's van het land ernstiger zal treffen. Vooral de noordelijke appelteeltgebieden zullen worden blootgesteld aan afkoeling. De auteurs voorspelden ook een toename van de warmteaccumulatie, met een grotere impact in de zuidelijke en kustgebieden van het land. Ze benadrukten dat dit feit het risico op vorstschade kan vergroten als gevolg van de voortschrijdende fenologische stadia (Rodríguez et al., 2019, 2021; Fraga en Santos, 2021) vergeleek de huidige situatie van de teeltgebieden van sommige gematigde fruitsoorten in Spanje met toekomstige klimaatveranderingsscenario's met betrekking tot koudeaccumulatie. Ze voorspelden zelfs in de nabije toekomst aanzienlijke koudeverliezen in sommige gebieden (bijv. Zuidoost of Gualdalquivir). Voor de verre toekomst (>2070) verklaarden deze auteurs dat, gezien de huidige teeltgebieden, pruimen-, amandel- en appelcultivars ernstig kunnen worden aangetast door het gebrek aan kou (Rodríguez et al., 2019, 2021).
In deze studie hebben we de belangrijkste agroklimatologische variabelen beoordeeld die verband houden met de aanpassing van steenfruit in verschillende regio's in Spanje, inclusief die waar de belangrijkste productie van steenfruit plaatsvindt, met behulp van gegevens van 270 weerstations in de periode 2000-2020. Dit gaat vergezeld van toekomstige temperatuurprognoses om de evolutie van koude en warmteaccumulatie en de toekomstige waarschijnlijkheid van vorst en vroege abnormale hittegebeurtenissen in te schatten in vergelijking met de huidige situatie. Deze informatie kan erg nuttig zijn voor het nemen van de optimale beslissingen met betrekking tot het opzetten van nieuwe boomgaarden, het verplaatsen van huidige boomgaarden of het selecteren van de optimale cultivars om op de lange termijn winst te behalen.
De belangrijkste bijdrage van deze studie is dat we tegelijkertijd verschillende agroklimatologische variabelen hebben geanalyseerd die verband houden met de aanpassing van steenfruit. Niet alleen de accumulatie van koude rillingen om aan CR's te voldoen, zoals uitgevoerd in het onderzoek door Rodriguez et al. (2019, 2021) maar ook warmteaccumulatie voor een goede bloei, vorstrisico's en een variabele die zelden in de literatuur wordt gekwantificeerd: de waarschijnlijkheid van abnormale hittegebeurtenissen in de winter die het vrijkomen van endodormanties kan stimuleren met een negatieve invloed op de fruitproductie, kwaliteit en opbrengst, zoals is geweest waargenomen in warme gebieden in de afgelopen jaren. We gebruikten gegevens van een zeer dicht netwerk van weerstations die nauwkeurige meetwaarden leveren voor de huidige situatie. We hebben ons gericht op de huidige producerende gebieden, aangezien beslissingen over aanpassing aan de opwarming waarschijnlijk zullen worden genomen in die gebieden waar de geschikte technologieën en kennis goed zijn ingeburgerd. In dergelijke gebieden zouden verplaatsingen van gewassen leiden tot ongewenste sociaal-economische gevolgen en tot ontvolking. Verder hebben we, om de huidige situatie te karakteriseren, echte uurtemperaturen gebruikt in plaats van geschatte temperaturen, wat de resultaten nauwkeuriger maakt in vergelijking met andere onderzoeken waarbij uurtemperaturen worden geïnterpoleerd vanuit dagelijkse temperaturen. De gebruikte resolutie (∼5 km) is fijner dan in andere vergelijkbare onderzoeken in Spanje (Rodríguez et al., 2019, 2021; Lorite et al., 2020) en helpt bij het nemen van beslissingen, zelfs op lokaal niveau.
Materialen en methoden
Klimatologische gegevens en agroklimatologische variabelen
Klimaatgegevens van 340 weerstations in de belangrijkste steenfruitproducerende gebieden in Spanje (zie Figuur 1) werden gebruikt om de agroklimatologische maatstaven te beoordelen. De gegevens bevatten de belangrijkste klimaatvariabelen, waaronder gemiddelde, maximale en minimale temperatuur (°C), relatieve vochtigheid (%), neerslag (mm), verdamping (ETo, mm) en zonnestraling (W/m2). In sommige van de onderzochte stations werden onvolledige gegevens en problemen aangetroffen. Na toepassing van de Spaanse regeling (UNE 500540, 2004), werd een definitief aantal van 270 zenders geselecteerd. De temperatuurgegevens per uur waren volledig, met uitzondering van lege uren die overeenkomen met onderhoudsgebeurtenissen die niet waren gevuld omdat ze een verwaarloosbaar percentage van het totaal uitmaakten. De gemiddelde uurtemperaturen in de periode 2000–2020 werden gebruikt om de belangrijkste agroklimatologische variabelen te berekenen, waaronder ophopingen van kou en hitte, evenals de waarschijnlijkheid van potentieel schadelijke vorst en abnormale hittegebeurtenissen in de winter. Het aantal volledige jaren per station varieert per station: van 5 tot 21 jaar (mediaan = 20) afhankelijk van het station.
Koude accumulatie voor elk seizoen werd berekend van 1 november tot 28 februari van het volgende jaar. Utah (Richardson et al., 1974) en Dynamisch (Fishman et al., 1987) modellen werden gebruikt om deze berekening uit te voeren. Warmteaccumulatie voor elk seizoen werd berekend van 1 januari tot 8 april (ongeveer 14 weken) met behulp van de Richardson (Richardson et al., 1974) en Anderson (Anderson et al., 1986) modellen, die de resultaten geven in groeiende graaduren (GDH's). Kansen op vorst en abnormale hitte werden per week als volgt berekend: voor elke week is er sprake van vorst als de temperatuur gedurende minimaal drie opeenvolgende uren lager is dan -1°C. Vervolgens wordt de waarschijnlijkheid van het optreden van vorstgebeurtenissen in een bepaalde week gedefinieerd als het aantal keren dat die week ten minste één vorstgebeurtenis had tijdens de onderzoeksperiode, gedeeld door het aantal beschouwde jaren. Evenzo treedt een abnormale warmtegebeurtenis op als de temperatuur gedurende ten minste drie opeenvolgende uren boven de 25°C stijgt. Vervolgens wordt de waarschijnlijkheid van het optreden van abnormale hittegebeurtenissen berekend zoals uitgelegd voor vorstgebeurtenissen. Week 1 begon op 1 januari. Voor vorstgebeurtenissen werden weken van 2 tot 10 beschouwd als representatieve potentieel gevaarlijke weken. De eerste weken in het bereik (dwz week 2 tot week 5-6) zouden de gevaarlijkste zijn in warme gebieden, terwijl de rest (dwz weken 5-6 tot week 10) de kritieke zouden zijn in koude gebieden. Voor abnormale warmtegebeurtenissen varieerde de beschouwde periode van week 49 van het voorgaande jaar (begin december) tot week 8 (eind februari), wanneer deze gebeurtenissen een vroege kiemrust zouden kunnen stimuleren die verband houdt met latere productieproblemen.
Toekomstscenario's
Met betrekking tot toekomstscenario's werden temperatuurprojecties gebruikt die zijn berekend door het Spaanse staatsmeteorologisch agentschap (AEMET). AEMET heeft de afgelopen jaren een reeks verkleinde referentieprojecties voor de klimaatverandering over Spanje geproduceerd door ofwel statistische verkleiningstechnieken toe te passen op de resultaten van de mondiale klimaatmodellen (GCM's) of door gebruik te maken van de informatie die is gegenereerd door dynamische verkleiningstechnieken via Europese projecten of internationale initiatieven. zoals PRUDENCE, ENSEMBLES en EURO-CORDEX (Amblar-Francés et al., 2018). In deze studie gebruikten we de geprojecteerde dagelijkse temperaturen (dwz maximum en minimum) met behulp van statistische verkleining op basis van kunstmatige neurale netwerken. Dit is geëvalueerd als een geschikte methode om klimaatprojecties te produceren in de huidige en toekomstige scenario's in Spanje, terwijl de vooringenomenheid van het GCM-model wordt verminderd (Hernanz et al., 2022a,b) over een raster met een resolutie van 5 km. Er zijn twee tijdshorizonten overwogen, namelijk 2025–2045 (gekenmerkt door 2035) en 2045–2065 (gekenmerkt door 2055) om resultaten op korte en middellange termijn te leveren. Twee representatieve concentratieroutes, namelijk RCP4.5 en RCP8.5, werden overwogen (van Vuuren et al., 2011). Merk op dat er elf GCM's werden gebruikt in deze studie (Tabel 1). Resultaten werden gepresenteerd met behulp van een ensemble methodologie (Semenov en Stratonovitch, 2010; Wallach et al., 2018) waar de gemiddelde waarden van de geprojecteerde metrieken (bijv. koude- en hitteaccumulatie of waarschijnlijkheden) berekend door alle modellen werden gebruikt in volgende stappen. Uurtemperaturen om de agroklimatologische indexen te berekenen werden gesimuleerd uit dagelijkse temperaturen met behulp van het chillR-pakket (Lüdeling, 2019).
Tabel 1
TABLE 1. Lijst met wereldwijde klimaatmodellen die in deze studie zijn gebruikt.
Om de agroklimatologische variabelen in de huidige en toekomstige scenario's te vergelijken, werden de werkelijke locaties van de weerstations vergeleken met hun dichtstbijzijnde punten vanaf het raster. Maximale, minimale en gemiddelde afstanden van de weerstations tot hun dichtstbijzijnde punten in het raster waren respectievelijk 3.87, 0.26 en 2.14 km. In alle gevallen (huidige en toekomstige scenario's) werd een geïnterpoleerd gebied rond de beschouwde weerstations (dwz niet verder dan 50 km verwijderd van het dichtstbijzijnde weerstation) berekend met behulp van de inverse afstandswegingsmethode.
Resultaten
Koude accumulatie
Zoals hierboven aangegeven, zijn er twee modellen gebruikt om de chill-accumulatie te berekenen, namelijk het Utah (in chill-eenheden) en het Dynamic-model (in porties). Gebruikmakend van de gemiddelde waarden van de totale geaccumuleerde kilte binnen de hele periode voor alle stations, werd een zeer hoge correlatie gevonden tussen beide indexen (R2 = 0.95, Aanvullend figuur 1). Daarom worden de resultaten gepresenteerd met slechts één ervan (porties). Figuur 2 toont de ruimtelijke patronen van gemiddelde chill-gedeelten over de verschillende beschouwde perioden. In de huidige situatie kunnen we zien dat er verschillende geografische gebieden zijn met hoge koudeaccumulatie (≥75 delen), zoals de Ebro-vallei, het noorden van Extremadura en enkele binnengebieden in de Middellandse Zee. Alleen in de Middellandse Zee en in de Guadalquivir-vallei zijn warme gebieden te vinden met een accumulatie van koude onder de 60 porties (zelfs onder de 50 in sommige afgelegen gebieden). De toekomstscenario's laten een duidelijke afname zien van de opgebouwde koude in warme gebieden, in het noorden van Extremadura en sommige binnengebieden van de Middellandse Zee. De afname van de geaccumuleerde kou in de Ebro-vallei zal worden geproduceerd in het oostelijke deel van dat gebied, terwijl het binnenland zelfs in het meest pessimistische scenario (bijv. 2055_RCP8.5) aanzienlijke winterkou zal ophopen. De effecten van de opwarming van de aarde boven de afname van de winterkou zijn zoals verwacht intenser in het 2055_RCP8.5-scenario. Aanvullende tabellen 1-4 toon de gemiddelde chill-accumulatie in de beschouwde periode (1 november tot eind februari) in porties voor alle locaties en modellen in elk overwogen toekomstscenario. De gemiddelde waarde van de outputs van de elf modellen wordt getoond, evenals de geregistreerde geaccumuleerde chill voor de periode 2000–2020 voor vergelijkingsdoeleinden.
Figuur 2
FIGUUR 2. Koelaccumulatie in de belangrijkste steenproductiegebieden in Spanje voor de huidige situatie (ongeveer 2000-2020), twee tijdshorizons (2025-2045 en 2045-2065) en twee toekomstscenario's (RCP4.5 en RCP8.5).
Om na te gaan of de verwachte daling van de kouaccumulatie een vergelijkbare invloed zal hebben op de locaties, afhankelijk van hun huidige kouaccumulatie, werd een classificatie van de 270 weerstations uitgevoerd, waarbij ze werden verdeeld in termen van gemiddelde geaccumuleerde delen in het huidige scenario: lage accumulatie (< 60 porties, 34 stations), medium accumulatie (tussen 60 en 80 porties, 121 stations) en hoge accumulatie (meer dan 80 porties, 115 stations). Figuur 3 toont de boxplots van de geaccumuleerde delen in elk scenario voor de drie soorten locaties. De waargenomen daling van de koudeaccumulatie is zoals verwacht volgens elk scenario. In termen van verschillen in mediaanwaarden tussen huidige en toekomstige scenario's, lijkt het erop dat de drie typen locaties hetzelfde gedrag vertonen (wat betekent dat de procentuele verliezen hoger zijn in gebieden met lage accumulatie). De verspreiding van de gegevens is echter heel verschillend. Gebieden met lage en hoge koude accumulatie vertonen een lagere spreiding (met enkele uitschieters aan de onderkant van de verdeling) dan middelgrote gebieden, die een grotere spreiding vertonen maar geen uitschieters. De analyse van deze uitschieters voor gebieden met hoge koudeaccumulatie laat zien dat de uitbijter voor alle vier de toekomstscenario's overeenkomt met een mediterrane locatie in het binnenland (Játiva). Voor gebieden met lage koude-accumulatie komt de uitschieter in elk geval (inclusief het huidige scenario) overeen met een kustlocatie aan de Middellandse Zee (Almería). De uitschieters voor de bovenkant van de verdeling in gebieden met lage koudeaccumulatie komen overeen met locaties in het binnenland van de Middellandse Zee (dwz Montesa, Callosa de Sarriá en Murcia), hoewel het artefacten kunnen zijn, aangezien projecties in de toekomst meer koudeaccumulatie voorspellen dan in de huidige scenario. Ze kunnen worden veroorzaakt door de mogelijke klimatologische verschillen tussen de werkelijke locatie van de weerstations en hun dichtstbijzijnde punt in het raster voor toekomstige projecties.
Figuur 3
FIGUUR 3. Boxplots van geaccumuleerde koude in alle scenario's voor lage (<60 porties), gemiddelde (tussen 60 en 80 porties) en hoge (>80 porties) koelaccumulatiestations, verwezen naar het huidige scenario.
Warmteaccumulatie
Warmteaccumulatie werd berekend met behulp van twee modellen (dwz Richardson- en Anderson-modellen) op dezelfde manier als koudeaccumulatie. Er werd ook een hoge correlatie gevonden tussen de uitkomsten van beide modellen (R2 = 0.998, Aanvullend figuur 2). Daarom worden de resultaten gepresenteerd met alleen de uitkomsten van het Anderson-model. Figuur 4 toont de ruimtelijke patronen van gemiddelde GDH over de verschillende beschouwde perioden. Alle scenario's met betrekking tot GDH lijken omgekeerd evenredig te zijn met hun overeenkomstige koude accumulatiescenario's (Figuur 2). Plaatsen waar de koudeaccumulatie laag is, hebben een hoge warmteaccumulatie en vice versa. Naarmate de accumulatie van koude afneemt in toekomstige scenario's, neemt de warmteaccumulatie proportioneel toe in elk gebied. De Pearson-correlatiecoëfficiënt tussen de verloren koude-accumulatie en de gewonnen warmte-accumulatie voor de huidige en 2055_RCP8.5-scenario's is bijvoorbeeld 0.68 (p-waarde < 1e-15).
Figuur 4
FIGUUR 4. Warmteaccumulatie in de belangrijkste steenproductiegebieden in Spanje voor de huidige situatie (ongeveer 2000-2020), twee tijdshorizons (2025-2045 en 2045-2065) en twee toekomstscenario's (RCP4.5 en RCP8.5)
Net als in het geval van accumulatie van koude rillingen, zijn de effecten van GDH-toename zoals verwacht intenser in het 2055_RCP8.5-scenario. Aanvullende tabellen 5-8 toon de gemiddelde warmteaccumulatie in de beschouwde periode (1 januari - 8 april) in GDH voor alle locaties en modellen in elk beschouwd scenario. De gemiddelde waarde van de vermogens van de elf modellen wordt weergegeven, evenals de geregistreerde warmteaccumulatie voor de periode 2000–2020 ter vergelijking.
Kansen op vorst en abnormale hittegebeurtenissen
De waarschijnlijkheid van vorstgebeurtenissen zoals hierboven gedefinieerd, wordt weergegeven in Figuur 5 het vergelijken van weken 2-10 voor de huidige en 2035_RCP4.5 en 2055_RCP8.5 scenario's (alleen kansen ≥ 10%). In de huidige situatie werden aanzienlijke kansen op vorst geregistreerd, vooral in gebieden van de Ebro-vallei, maar ook in het noorden van Extremadura en in het binnenland van de Middellandse Zee. De kans op vorst neemt af van week 2 tot week 10 zoals verwacht, maar sommige specifieke locaties in de Ebro-vallei bieden nog steeds een aanzienlijke kans op vorst in week 10. De geanalyseerde toekomstscenario's in Figuur 5 zijn respectievelijk het meest optimistisch (dwz 2035_RCP4.5) en pessimistisch (dwz 2055_RCP8.5) in termen van temperatuurstijging. De kans op vorst verdwijnt uit Extremadura en neemt in alle gebieden af, terwijl juist in kleinere delen van de Ebro-vallei en enkele geïsoleerde gebieden in het binnenland van de Middellandse Zee zelfs in week 10 kansen van meer dan 10% worden getoond. Net als in de huidige situatie neemt de kans op vorst af vanaf week 2 tot 10. Opmerkelijk is dat de scenario's 2035_RCP4.5 en 2055_RCP8.5 vergelijkbare beelden laten zien in termen van kansen op vorstgebeurtenissen, waaruit blijkt dat de Ebro-vallei en sommige mediterrane locaties in het binnenland in alle beschouwde scenario's vorstgebeurtenissen zullen ondergaan.
Figuur 5
FIGUUR 5. Waarschijnlijkheid van vorstgebeurtenissen in de belangrijkste steenproductiegebieden in Spanje gedurende week 2 tot 10 voor de huidige scenario's 2035_RCP4.5 en 2055_RCP8.5.
Discussie en conclusie
Deze studie probeerde de belangrijkste steenfruitproducerende gebieden van Spanje te karakteriseren met behulp van historische agroklimatologische gegevens (met name temperaturen) van 270 weerstations verspreid over dergelijke gebieden en de resultaten te vergelijken met toekomstige projecties in twee tijdshorizons en RCP-scenario's. De studiegebieden zijn geselecteerd op basis van het feit dat huidige en toekomstige beslissingen over de teelt van steenfruit (dwz perzik, abrikoos, pruim en zoete kers) voornamelijk zullen worden genomen binnen de huidige producerende gebieden, waar de kennis en technologie voor het kweken van deze gewassen zijn sterk geïnstalleerd. Deze studie richt zich dus niet op andere toekomstige mogelijke locaties voor de steenfruitteelt.
De belangrijkste berekende variabelen, dwz koude- en warmteaccumulatie, laten zien dat de beschouwde gebieden vanuit agroklimatologisch oogpunt behoorlijk divers zijn en dat klimaatverandering een belangrijke impact zal hebben, vooral in de warmste gebieden, zelfs op middellange termijn. De modellen die worden gebruikt om een van beide te berekenen (dwz Utah en Dynamic voor koude en Richardson en Anderson voor warmteaccumulatie) vertonen zeer hoge correlaties, zoals eerder gevonden door Ruiz et al. (2007, 2018).
In alle gebieden wordt een belangrijke vermindering van de accumulatie van koude verwacht, wat overeenkomt met eerdere studies in mediterrane gebieden (Benmoussa et al., 2018, 2020; Rodríguez et al., 2019; Delgado et al., 2021; Fraga en Santos, 2021). De afname van de accumulatie van koude zal in alle bestudeerde regio's vergelijkbaar zijn in absolute waarden, maar de warmste regio's (dwz het Middellandse Zeegebied en de Guadalquivir-vallei) kunnen veel meer worden beïnvloed wat betreft de geschiktheid voor de teelt van steenfruit, aangezien hun huidige situatie al een beperking vormt voor vele cultivars. In koude gebieden zoals de Ebro-vallei en Extremadura zal de afname van de koudeaccumulatie in principe geen belemmering zijn om door te gaan met telen, hoewel op bepaalde koude locaties in Extremadura en de Middellandse Zee de afname van de koudeaccumulatie intenser zal zijn dan in andere koude locaties. Het is op te merken dat, volgens Figuur 3, wordt een plotselinge daling van de accumulatie van koude rillingen waargenomen tussen de huidige situatie en de nabije toekomst. De resolutie van het gebruikte raster, zelfs als het fijn is (∼5 km), kan een oorzaak zijn van dit effect. Andere mogelijke bronnen van discrepanties die leiden tot overdreven verschillen tussen de geprojecteerde en de werkelijke waarden, kunnen zijn dat de resterende GCM-modelafwijkingen niet volledig worden geminimaliseerd tijdens het schaalverkleiningsproces, of het feit dat we berekeningen vergelijken die zijn uitgevoerd met werkelijke uurtemperaturen (dwz huidige scenario) en berekeningen uitgevoerd met geïdealiseerde temperatuurcurven afgeleid van geprojecteerde dagelijkse maximum- en minimumtemperaturen (Linville, 1990) voor de toekomstscenario's. Soortgelijke plotselinge dalingen in de nabije toekomst werden ook waargenomen door Rodríguez et al., die voor de periode 30-2021 op sommige locaties in Spanje een afname tot 2050 koude porties voorspelden (Rodríguez et al., 2019), wat overeenkomt met onze resultaten. Benmoussa et al. (2020), Delgado et al. (2021) en Fraga en Santos (2021) meldde ook plotselinge dalingen tussen de historische en toekomstige scenario's in respectievelijk Tunesië, Portugal en Asturië (Noord-Spanje). Net als in ons geval toonden deze onderzoeken ook aan dat er in de nabije toekomst geen belangrijke verschillen voor opgebouwde koude rillingen zullen optreden, ongeacht de RCP die in aanmerking wordt genomen. In tegenstelling tot koudeaccumulatie, zal warmteaccumulatie in alle scenario's toenemen (vooral in 2055_RCP8.5 zoals verwacht), en de evolutie ervan is omgekeerd aan die van koudeaccumulatie. Dit werd ook geconstateerd door Fraga en Santos (2021) voor Portugal.
Kansen op vorst en abnormale hitte in de weken waarin ze de opbrengst en productie aanzienlijk kunnen beïnvloeden (bijv. late vorst of abnormale hitte voordat endodormantie vrijkomt) werden ook berekend. Voor het huidige scenario komen, zoals verwacht, vaker vorst voor in koude gebieden. Abnormale hittegebeurtenissen in belangrijke weken waren de afgelopen jaren geconcentreerd in het Middellandse Zeegebied, maar met een zeer lage waarschijnlijkheid. Toekomstige schattingen voor deze variabelen laten zien dat vorst in weken waarin de productie van steenfruit kan worden beïnvloed (Miranda et al., 2005; Julian et al., 2007) zal afnemen naarmate de eeuw vordert en zal minder frequent zijn voor RCP8.5, wat overeenkomt met eerdere studies (Leolini et al., 2018). Sommige delen van de Ebro-vallei en bepaalde binnenlocaties van de mediterrane gebieden zullen echter nog steeds een aanzienlijk aantal vorstgebeurtenissen ondergaan binnen de huidige weken, zelfs in het warmste scenario (dwz 2055_RCP8.5, Figuur 5). De definitie van een vorstgebeurtenis in termen van temperatuur en blootstellingstijd hangt nauw samen met het fenologische stadium van de gevestigde cultivar (Miranda et al., 2005). Gezien de grote verscheidenheid aan mogelijke steenfruitcultivars, van zeer lage tot zeer hoge CR, en het aantal geanalyseerde locaties, van koud tot warm, is het in dit onderzoek niet mogelijk om specifieke definities van cultivars/locaties voor vorstgebeurtenissen vast te stellen vanwege het enorme aantal betrokken informatie. Dit soort onderzoeken worden meestal uitgevoerd aan de hand van enkele locaties en/of cultivars, zoals die van Lorite et al. (2020) voor amandelen in Spanje, Fernández et al. (2020) in Chili, die minimumtemperaturen onder 0°C berekende tijdens de bloeiperiode van de meest representatieve bladverliezende fruitboomsoorten die op elk van de negen beschouwde locaties worden gekweekt, of Parker et al. (2021) die rekening hielden met verschillende temperaturen en fenologische stadia voor drie soorten (dwz amandelen, avocado's en sinaasappelen), maar ook een algemene karakterisering van het gebied uitvoerden door rekening te houden met drie temperaturen (0, −2 en +2°C) en blootstellingstijd. Onze keuze van -1°C en ten minste drie opeenvolgende uren is bedoeld om de evolutie van de vorst te karakteriseren in plaats van de specifieke schade aan bepaalde cultivars te relateren, wat een ander onderzoek zou veronderstellen. Deze definitie is overgenomen na het opvragen van de mening van deskundigen. Vanwege het grote aantal cultivars in termen van CR en HR en de diversiteit aan temperatuurregimes in de beschouwde gebieden in deze studie, hebben we die weken geselecteerd (van 2 tot 10) waarin alle (of de meeste) combinaties van cultivar/locatie konden worden vatbaar voor vorstschade volgens hun fenologische stadium. Voor besluitvormingsdoeleinden moeten producenten de kaart selecteren die het beste past bij hun specifieke situatie (dwz cultivar/locatie) om de optimale beslissing te nemen. Over het algemeen zullen warme gebieden en/of vroegbloeiende cultivars gerelateerd zijn aan eerdere weken in het beschouwde bereik, terwijl koude gebieden en/of laatbloeiende cultivars gerelateerd zullen zijn aan latere weken in het beschouwde bereik. Abnormale warmtegebeurtenissen in de winter die een vroege afgifte van endodormantie kunnen stimuleren, wat een negatieve invloed heeft op de productie (Viti en Monteleone, 1995; Rodrigo en Herrero, 2002; Ladwig et al., 2019), zal voornamelijk worden verhoogd in de Guadalquivir-vallei, de mediterrane kustgebieden, en ook in Extremadura en sommige delen van de Ebro-vallei midden of eind februari (Figuur 6). Kwantificering van deze maatstaf wordt meestal niet behandeld in de literatuur, maar kan belangrijke productieproblemen veroorzaken in warme gebieden, zoals de afgelopen jaren is waargenomen. Nogmaals, het instellen van 25°C of hoger gedurende ten minste drie opeenvolgende uren om een dergelijke gebeurtenis te definiëren, werd ingegeven door de mening van experts. Net als bij de waarschijnlijkheid van vorstgebeurtenissen, hebben we die weken geselecteerd (van 49 tot 8) waarin alle (of de meeste) combinaties van cultivar/locatie vatbaar zouden kunnen zijn om door deze gebeurtenissen te worden beïnvloed, afhankelijk van hun fenologische stadium. Over het algemeen zullen warme gebieden en/of vroegbloeiende cultivars gerelateerd zijn aan eerdere weken in het beschouwde bereik, terwijl koude gebieden en/of laatbloeiende cultivars gerelateerd zullen zijn aan latere weken in het beschouwde bereik.
De in dit onderzoek berekende agroklimatologische maatstaven bieden producenten waardevolle informatie om vanuit een adaptief oogpunt de meest geschikte cultivars in elk producerend gebied te selecteren. Elke cultivar heeft zijn CR's om endodormantie te doorbreken (Campoy et al., 2011b; Fadon et al., 2020b). Een afname van de accumulatie van koude, zoals voorspeld in toekomstige scenario's, kan ertoe leiden dat momenteel geteelde cultivars niet voldoen aan hun CR in bepaalde gebieden, met name die van de Middellandse Zee en de Guadalquivir-vallei, die al warm zijn. Dit zou een onvolledige endodormantie-afgifte inhouden die de fruitbomen in drie hoofdaspecten aantast, namelijk bloemknopval (en dus slechte bloei), vertraging in bloei en kieming, en gebrek aan uniformiteit in beide processen, wat leidt tot ernstige productieproblemen (Legave et al., 1983; Erez, 2000; Atkinson et al., 2013). Dit alles kan producenten aanzienlijke economische verliezen opleveren. In deze context is kennis over CR voor verschillende cultivars cruciaal, hoewel de momenteel beschikbare informatie relatief schaars is in steenfruitbomen (Fadon et al., 2020b), inclusief perzik (Maulión et al., 2014), abrikoos (Ruiz et al., 2007), pruim (Ruiz et al., 2018), en zoete kers (Alburquerque et al., 2008).
In warme gebieden zoals de Middellandse Zee en de Guadalquivir-vallei, waar de opgebouwde koude in de huidige situatie onder de 60 porties ligt, worden vroegrijpe cultivars met een CR tussen de 30 en 60 porties geteeld. CR-vervulling voor deze cultivars kan in gevaar komen in alle geanalyseerde toekomstscenario's (Figuur 2). Om ervoor te zorgen dat de verschillende soorten/cultivars zich aan deze gebieden kunnen aanpassen, kan een verplaatsing nodig zijn en moeten sommige cultivars worden verplaatst naar nabijgelegen gebieden (binnengebieden in het Middellandse Zeegebied of in de richting van Extremadura in het geval van de Guadalquivir-vallei). waar ook in de toekomstscenario's aan de CR zal worden voldaan en de vorstrisico's naar verwachting zullen afnemen. In deze context wordt de introductie of ontwikkeling van cultivars met een zeer lage CR een cruciaal doelwit om te overwegen in veredelingsprogramma's van de bestaande soorten/cultivars, vooral om geschikt te zijn voor de warme gebieden waar de aanpassing van de huidige cultivars in de toekomst gevaar loopt scenario's. Anders zullen deze gebieden hun productieve en economische activiteiten met betrekking tot de productie van steenfruit niet kunnen behouden. Afgezien hiervan zouden ook verschillende agronomische praktijken en strategieën kunnen worden toegepast om de afname van koudeaccumulatie in deze gebieden, althans plaatselijk, tot een minimum te beperken. De toepassing van biostimulantia om endodormantie te doorbreken voordat aan de CR wordt voldaan of het gebruik van schaduwnetten tijdens verschillende ruststadia zijn al beschreven in warme gebieden voor de productie van steenfruit (Gilreath en Buchanan, 1981; Erez, 1987; Costa et al., 2004; Campoy et al., 2010; Petri et al., 2014), hoewel verder onderzoek en optimalisatie nodig zijn om deze technieken effectiever te maken en het systematische gebruik ervan te bevorderen. Daarentegen worden in de koudste producerende gebieden, zoals de Ebro-vallei, het noorden van Extremadura en sommige binnenlocaties in het Middellandse Zeegebied, minder vorst verwacht, waardoor eerdere cultivars mogelijk zouden zijn dan de huidige, waardoor het aantal levensvatbare cultivars zou toenemen en, daarom het aanbod aan de markt met positieve economische gevolgen voor het gebied. Over het algemeen is het in alle producerende gebieden van cruciaal belang om de momenteel geteelde cultivars te overwegen en te analyseren welke aan de rand van hun CR-voldoening staan om ze te vervangen of te verplaatsen of om de hierboven beschreven managementpraktijken in te voeren om de aanpassing aan de nieuwe klimaatverandering te waarborgen scenario's.
Wat warmteaccumulatie betreft, voorspellen de toekomstscenario's een toename van deze variabele in alle beschouwde gebieden (Figuur 4). In warme en tussenliggende gebieden is deze variabele niet zo doorslaggevend als de accumulatie van koude, maar kan een relevante invloed hebben op de fenologie, waardoor de bloeidatum vervroegd wordt en het potentiële risico op vorstschade toeneemt (Mosedale et al., 2015; Unterberger et al., 2018; Ma et al., 2019). Als een bijkomend punt zal deze bloeivooruitgang ook een rijpingsvooruitgang met zich meebrengen (Peñuelas en Filella, 2001; Campoy et al., 2011b), waarmee producenten rekening moeten houden om hun producten strategisch op de markt te brengen. In koude gebieden daarentegen kan het gebrek aan warmteaccumulatie in de huidige situatie de fenologische ontwikkeling en vruchtgroei schaden (Fadon et al., 2020a). Deze momenteel koude gebieden zullen worden bevoordeeld door de voorspelde toename van warmteaccumulatie voor toekomstige scenario's. Zoals getoond in Figuur 6, zullen abnormale hittegebeurtenissen vaker voorkomen in toekomstige scenario's op datums waarop de fruitbomen nog geen endodormantie hebben losgelaten, vooral in warme gebieden zoals de Guadalquivir-vallei en mediterrane locaties. Deze gebeurtenissen kunnen een zeer negatief effect hebben wanneer de CR gedeeltelijk bedekt is (ongeveer 60-70%), waardoor een onvolledige rustperiode wordt veroorzaakt die kan leiden tot vegetatieve en bloeiproblemen, met een negatieve invloed op de vruchtzetting en opbrengst (Rodrigo en Herrero, 2002; Campoy et al., 2011a).
In ieder geval hebben veranderingen in de koude- en warmteaccumulatieregimes geen gemeenschappelijk effect op alle cultivars en hun locaties, aangezien er enige compensatie-effecten kunnen optreden met betrekking tot de balans van koude/warmteaccumulatie in termen van endodormantie-afgifte of voorspelling van bloeidata (Pope et al., 2014). Bovendien kan agroklimatologische karakterisering van locaties op zeer lokale schaal een bepaalde kalibratie van gegevens vereisen vanwege de ruimtelijke heterogeniteit (Lorite et al., 2020) om de beste beslissingen te nemen met betrekking tot de optimale cultivarselecties. De resultaten die in dit onderzoek worden gepresenteerd, kunnen niet alleen nuttig zijn voor de productie van steenfruit, maar ook voor ander gematigd fruit dat van enorm belang is in de bestaande gebieden, bijvoorbeeld wijnstokken in La Rioja (Ebro-vallei) of andere. Deze resultaten kunnen de basis vormen van beslissingsondersteunende systemen om producenten te helpen bij het nemen van optimale strategische beslissingen (bijv. cultivarselectie, verplaatsing en implementatie van mitigatiebeheerpraktijken) op de middellange en lange termijn.
Verklaring over gegevensbeschikbaarheid
De originele bijdragen gepresenteerd in de studie zijn opgenomen in het artikel/Aanvullend materiaal, kunnen verdere vragen worden gericht aan de corresponderende auteurs.
Bijdragen van auteurs
MC, JG-B, JG en DR bedachten en ontwierpen de studie. MC leverde de agroklimatologische gegevens voor het huidige scenario. JAE voerde de berekeningen uit voor toekomstscenario's. JAE en DR schreven het grootste deel van het manuscript. JE gaf voorlichting over agronomische aspecten. JG leidde het innovatieproject dat dit onderzoek financierde. Alle auteurs hebben het document herzien en de ingediende versie goedgekeurd.
Financiering
Financiële steun werd verleend door het Spaanse Ministerie van Landbouw, Visserij en Voedsel via het innovatieproject "Aanpassing van de steenfruitsector aan klimaatverandering" (REF: MAPA-PNDR 20190020007385) en door PRIMA, een programma dat wordt ondersteund onder H2020, het kader van de Europese Unie programma voor onderzoek en innovatie (“AdaMedOr”-project; subsidienummer PCI2020-112113 van het Spaanse Ministerie van Wetenschap en Innovatie).
Belangenconflict
De auteurs verklaren dat het onderzoek is uitgevoerd in afwezigheid van commerciële of financiële relaties die kunnen worden beschouwd als een potentieel belangenconflict.
Opmerking van de uitgever
Alle claims in dit artikel zijn uitsluitend die van de auteurs en vertegenwoordigen niet noodzakelijk die van hun aangesloten organisaties, of die van de uitgever, de redacteuren en de recensenten. Elk product dat in dit artikel kan worden beoordeeld, of claim die door de fabrikant kan worden gemaakt, wordt niet gegarandeerd of onderschreven door de uitgever.
Dankwoord
We danken alle leden van de Spaanse operatiegroep "Aanpassing van de steenfruitsector aan de klimaatverandering" (FECOAM, FECOAV, ANECOOP, Frutaria, Basol Fruits, Fundación Universidad-Empresa de la Región de Murcia, Fundación Cajamar) voor hun waardevolle bijdrage aan de ontwikkeling van het project. We danken AEMET voor de beschikbare gegevens op zijn webpagina (http://www.aemet.es/es/serviciosclimaticos/cambio_climat/datos_diarios).
Aanvullend materiaal
Het aanvullende materiaal voor dit artikel is online te vinden op: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.842628/full#supplementary-material
Aanvullende figuur 1 | Correlatie tussen gemiddelde geaccumuleerde porties en koeleenheden voor het huidige scenario in alle weerstations.
Aanvullende figuur 2 | Correlatie tussen gemiddelde geaccumuleerde GDH voor modellen van Anderson en Richardson voor het huidige scenario in alle weerstations.
Referenties
Alburquerque, N., García-Montiel, F., Carrillo, A., en Burgos, L. (2008). Koel- en warmtebehoefte van zoete kersencultivars en de relatie tussen hoogte en de kans om aan de koelbehoefte te voldoen. Omgeving. Exp. bot. 64, 162-170. doi: 10.1016/j.envexpbot.2008.01.003
Amblar-Francés, MP, Pastor-Saavedra, MA, Casado-Calle, MJ, Ramos-Calzado, P., en Rodríguez-Camino, E. (2018). Strategie voor het genereren van klimaatveranderingsprojecties die de Spaanse impactgemeenschap voeden. Adv. Wetenschap. Res. 15, 217-230.
Anderson, JL, Richardson, EA, en Kesner, CD (1986). Validatie van chill-unit en bloemknop-fenologiemodellen voor "Montmorency" zure kers. Acta Hortic. 1986, 71-78. doi: 10.17660/ActaHortic.1986.184.7
Atkinson, CJ, Brennan, RM en Jones, HG (2013). Afnemende koeling en de impact ervan op gematigde meerjarige gewassen. Omgeving. Exp. bot. 91, 48-62. doi: 10.1016/j.envexpbot.2013.02.004
Benmoussa, H., Ben Mimoun, M., Ghrab, M., en Luedeling, E. (2018). Klimaatverandering bedreigt centrale Tunesische notenboomgaarden. Int. J. Biometeorol. 62, 2245–2255. doi: 10.1007/s00484-018-1628-x
Benmoussa, H., Luedeling, E., Ghrab, M., en Ben Mimoun, M. (2020). Ernstige afname van de winterkou heeft gevolgen voor Tunesische fruit- en notenboomgaarden. Klim. Kan. 162, 1249–1267. doi: 10.1007/s10584-020-02774-7
Campoy, JA, Ruiz, D., Cook, N., Allderman, L., en Egea, J. (2011a). Hoge temperaturen en bloeitijd bij low chill abrikoos 'Palsteyn'. Naar een beter begrip van de vervulling van koel- en warmtebehoeften. Wetenschap. hortisch. 129, 649-655. doi: 10.1016/j.scienta.2011.05.008
Campoy, JA, Ruiz, D., en Egea, J. (2011b). Kiemrust in gematigde fruitbomen in een context van opwarming van de aarde: een overzicht. Wetenschap. hortisch. 130, 357-372. doi: 10.1016/j.scienta.2011.07.011
Campoy, JA, Ruiz, D., en Egea, J. (2010). Effecten van schaduw en behandeling met thidiazuron+olie op het doorbreken van de kiemrust, bloei en vruchtzetting bij abrikoos in een warm winterklimaat. Wetenschap. hortisch. 125, 203-210. doi: 10.1016/j.scienta.2010.03.029
Chmielewski, F.-M., Götz, K.-P., Weber, KC, en Moryson, S. (2018). Klimaatverandering en voorjaarsvorstschade voor zoete kersen in Duitsland. Int. J. Biometeorol. 62, 217–228. doi: 10.1007/s00484-017-1443-9
Chylek, P., Li, J., Dubey, MK, Wang, M., en Lesins, G. (2011). Waargenomen en gemodelleerd Arctische temperatuurvariabiliteit in de 20e eeuw: Canadees aardsysteemmodel CanESM2. Sfeer. Chem. Fysiek. Bespreken. 11, 22893–22907. doi: 10.5194/acpd-11-22893-2011
Costa, C., Stassen, PJC, en Mudzunga, J. (2004). Chemische rustbrekers voor de Zuid-Afrikaanse pit- en steenfruitindustrie. Acta Hortic. 2004, 295-302. doi: 10.17660/ActaHortic.2004.636.35
Delgado, A., Dapena, E., Fernandez, E., en Luedeling, E. (2021). Klimatologische vereisten tijdens rustperiode in appelbomen uit Noordwest-Spanje - De opwarming van de aarde kan de teelt van high-chill cultivars bedreigen. EUR. J. Agron. 130:126374. doi: 10.1016/j.eja.2021.126374
Delworth, TL, Broccoli, AJ, Rosati, A., Stouffer, RJ, Balaji, V., Beesley, JA, et al. (2006). GFDL's CM2 wereldwijde gekoppelde klimaatmodellen. deel I: formulering en simulatiekarakteristieken. J. Klim. 19, 643-674. doi: 10.1175/JCLI3629.1
Dufresne, J.-L., Foujols, M.-A., Denvil, S., Caubel, A., Marti, O., Aumont, O., et al. (2013). Projecties van klimaatverandering met behulp van het IPSL-CM5 Earth System Model: van CMIP3 naar CMIP5. klim. Din. 40, 2123–2165. doi: 10.1007/s00382-012-1636-1
Erez, A. (1987). Chemische bestrijding van knopbreuk. HortScience 22, 1240-1243.
Erez, A. (2000). “Kiemrust; Fenomeen, problemen en oplossingen in de tropen en subtropen," in Gematigde fruitgewassen in warme klimaten, red. A. Erez (Dordrecht: Springer), 17–48. doi: 10.1007/978-94-017-3215-4_2
Fadón, E., Fernandez, E., Behn, H., en Luedeling, E. (2020a). Een conceptueel raamwerk voor winterslaap in loofbomen. Agronomie 10:241. doi: 10.3390/agronomy10020241
Fadón, E., Herrera, S., Guerrero, BI, Guerra, ME, en Rodrigo, J. (2020b). Koel- en warmtebehoefte van gematigde steenfruitbomen (Prunus sp.). Agronomie 10:409. doi: 10.3390/agronomy10030409
FAOSTAT (2019). Voedsel- en landbouwgegevens. Rome: FAO.
Fernandez, E., Whitney, C., Cuneo, IF, en Luedeling, E. (2020). Vooruitzichten op afnemende winterkou voor de productie van bladverliezende vruchten in Chili gedurende de 21e eeuw. Klim. Kan. 159, 423–439. doi: 10.1007/s10584-019-02608-1
Fishman, S., Erez, A., en Couvillon, GA (1987). De temperatuurafhankelijkheid van het doorbreken van de kiemrust in planten: wiskundige analyse van een tweestapsmodel met een coöperatieve overgang. J.Theor. Biol. 124, 473–483. doi: 10.1016/S0022-5193(87)80221-7
Fraga, H., en Santos, JA (2021). Beoordeling van de effecten van klimaatverandering op koeling en broei voor de belangrijkste versfruitregio's in Portugal. Voorkant. Plant Sci. 12:1263. doi: 10.3389/fpls.2021.689121
Gilreath, PR, en Buchanan, DW (1981). Bloem- en vegetatieve knopontwikkeling van "Sungold" en "Sunlite" nectarine zoals beïnvloed door verdampingskoeling door beregening tijdens rust. J. Am. Soc. hortisch. Wetenschap. 106, 321-324.
Giorgetta, MA, Jungclaus, J., Reick, CH, Legutke, S., Bader, J., Böttinger, M., et al. (2013). Klimaat- en koolstofcyclusveranderingen van 1850 tot 2100 in MPI-ESM-simulaties voor het Coupled Model Intercomparison Project fase 5. J. Adv. Model. Aarde Systeem. 5, 572-597. doi: 10.1002/jame.20038
Giorgi, F., en Lionello, P. (2008). Projecties van klimaatverandering voor het Middellandse Zeegebied. bol. Planeet. Kan. 63, 90-104. doi: 10.1016/j.gloplacha.2007.09.005
Guo, L., Dai, J., Wang, M., Xu, J., en Luedeling, E. (2015). Reacties van lentefenologie in bomen in gematigde zones op klimaatopwarming: een casestudy van abrikozenbloei in China. Agrarisch. Voor. Meteorol. 201, 1-7. doi: 10.1016/j.agrformet.2014.10.016
Guo, L., Wang, J., Li, M., Liu, L., Xu, J., Cheng, J., et al. (2019). Verspreidingsmarges als natuurlijke laboratoria om de bloeireacties van soorten op klimaatopwarming en implicaties voor vorstrisico's af te leiden. Agrarisch. Voor. Meteorol. 268, 299-307. doi: 10.1016/j.agrformet.2019.01.038
Hatfield, JL, Sivakumar, MVK en Prueger, JH (eds) (2019). Agroklimatologie: landbouw koppelen aan klimaat. 1e druk. Madison: American Society of Landbouwkunde.
Hernanz, A., García-Valero, JA, Domínguez, M., Ramos-Calzado, P., Pastor-Saavedra, MA, en Rodríguez-Camino, E. (2022a). Evaluatie van statistische verkleiningsmethoden voor projecties van klimaatverandering in Spanje: huidige omstandigheden met perfecte voorspellers. Int. J. Klimaat. 42, 762-776. doi: 10.1002/joc.7271
Hernanz, A., García-Valero, JA, Domínguez, M., en Rodríguez-Camino, E. (2022b). Evaluatie van statistische verkleiningsmethoden voor projecties van klimaatverandering in Spanje: toekomstige omstandigheden met pseudo-realiteit (overdraagbaarheidsexperiment). Int. J. Klimaat. 2022:7464. doi: 10.1002/joc.7464
IPCC (2021). Klimaatverandering 2021: de natuurwetenschappelijke basis. Bijdrage van werkgroep I aan het zesde beoordelingsrapport van het Intergouvernementeel Panel inzake klimaatverandering. Cambridge: Cambridge University Press.
Ji, D., Wang, L., Feng, J., Wu, Q., Cheng, H., Zhang, Q., et al. (2014). Beschrijving en basisevaluatie van Beijing Normal University Earth System Model (BNU-ESM) versie 1. Geosci. Modelontwikkelaar 7, 2039–2064. doi: 10.5194/gmd-7-2039-2014
Julian, C., Herrero, M., en Rodrigo, J. (2007). Bloemknopval en vorstschade vóór de bloei bij abrikoos (Prunus armeniaca L.). J. Appl. bot. Voedsel Kwal. 81, 21-25.
Ladwig, LM, Chandler, JL, Guiden, PW en Henn, JJ (2019). Extreem warm wintergebeurtenis veroorzaakt uitzonderlijk vroege knopbreuk voor veel houtachtige soorten. Ecosphere 10: e02542. doi: 10.1002/ecs2.2542
Legave, JM, Garcia, G., en Marco, F. (1983). Enkele beschrijvende aspecten van het druppelproces van bloemknoppen of jonge bloemen waargenomen op abrikozenboom in Zuid-Frankrijk. Acta Hortic. 1983, 75-84. doi: 10.17660/ActaHortic.1983.121.6
Leolini, L., Moriondo, M., Fila, G., Costafreda-Aumedes, S., Ferrise, R., en Bindi, M. (2018). Vorst in het late voorjaar heeft gevolgen voor de toekomstige wijnstokdistributie in Europa. Veldgewassen Res. 222, 197-208. doi: 10.1016/j.fcr.2017.11.018
Linvill, DE (1990). Koeluren en koeleenheden berekenen op basis van dagelijkse maximale en minimale temperatuurwaarnemingen. HortScience 25, 14-16.
Lorite, IJ, Cabezas-Luque, JM, Arquero, O., Gabaldón-Leal, C., Santos, C., Rodríguez, A., et al. (2020). De rol van fenologie in de gevolgen van klimaatverandering en aanpassingsstrategieën voor boomgewassen: een casestudy over amandelboomgaarden in Zuid-Europa. Agrarisch. Voor. Meteorol. 294:108142. doi: 10.1016/j.agrformet.2020.108142
Lüedeling, E. (2012). De gevolgen van klimaatverandering voor de winterkou voor de productie van fruit en noten in gematigde streken: een overzicht. Wetenschap. hortisch. 144, 218-229. doi: 10.1016/j.scienta.2012.07.011
Lüdeling, E. (2019). chillR: statistische methoden voor fenologische analyse in gematigde fruitbomen. R-pakketversie 0.70.21.
Luedeling, E., Girvetz, EH, Semenov, MA, en Brown, PH (2011). Klimaatverandering beïnvloedt winterkou voor gematigde fruit- en notenbomen. PLoS One 6: e20155. doi: 10.1371 / journal.pone.0020155
Luedeling, E., Schiffers, K., Fohrmann, T., en Urbach, C. (2021). PhenoFlex - een geïntegreerd model om de lentefenologie in gematigde fruitbomen te voorspellen. Agrarisch. Voor. Meteorol. 307:108491. doi: 10.1016/j.agrformet.2021.108491
Ma, Q., Huang, J.-G., Hänninen, H., en Berninger, F. (2019). Uiteenlopende trends in het risico van voorjaarsvorstschade aan bomen in Europa met de recente opwarming. bol. Kan. Biol. 25, 351-360. doi: 10.1111/gcb.14479
Mahmood, A., Hu, Y., Tanny, J., en Asante, EA (2018). Effecten van schaduw- en insectenwerende schermen op het microklimaat en de productie van gewassen: een overzicht van recente ontwikkelingen. Wetenschap. hortisch. 241, 241-251. doi: 10.1016/j.scienta.2018.06.078
Maulión, E., Valentini, GH, Kovalevski, L., Prunello, M., Monti, LL, Daorden, ME, et al. (2014). Vergelijking van methoden voor het schatten van de koel- en warmtebehoefte van nectarine- en perzikgenotypes voor bloei. Wetenschap. hortisch. 177, 112-117. doi: 10.1016/j.scienta.2014.07.042
MedECC (2020). Klimaat- en milieuverandering in het Middellandse Zeegebied - huidige situatie en risico's voor de toekomst Eerste beoordelingsrapport over de Middellandse Zee. Marseille: MedECC. doi: 10.5281/zenodo.4768833
Miranda, C., Santesteban, LG, en Royo, JB (2005). Variabiliteit in de relatie tussen vorsttemperatuur en letselniveau voor sommige gekweekte prunussoorten. HortScience 40, 357-361. doi: 10.21273/HORTSCI.40.2.357
Miranda, C., Urrestarazu, J., en Santesteban, LG (2021). fruclimadapt: een R-pakket voor de beoordeling van klimaatadaptatie van gematigde fruitsoorten. Bereken. Elektron. Agrarisch. 180:105879. doi: 10.1016/j.compag.2020.105879
Mosedale, JR, Wilson, RJ, en Maclean, IMD (2015). Klimaatverandering en blootstelling van gewassen aan slecht weer: veranderingen in vorstrisico en bloeiomstandigheden van wijnstokken. PLoS One 10: e0141218. doi: 10.1371 / journal.pone.0141218
Olesen, JE, en Bindi, M. (2002). Gevolgen van klimaatverandering voor Europese landbouwproductiviteit, landgebruik en beleid. EUR. J. Agron. 16, 239–262. doi: 10.1016/S1161-0301(02)00004-7
Parker, L., Pathak, T., en Ostoja, S. (2021). Klimaatverandering vermindert blootstelling aan vorst voor hoogwaardige Californische boomgaardgewassen. Wetenschap. Totale omgeving. 762:143971. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.143971
Peñuelas, J., en Filella, I. (2001). Reacties op een opwarmende wereld. Wetenschap 294, 793-795. doi: 10.1126 / science.1066860
Petri, JL, Leite, GB, Couto, M., Gabardo, GC en Haverroth, FJ (2014). Chemische inductie van knopbreuk: nieuwe generatie producten ter vervanging van waterstofcyaanamide. Acta Hortic. 2014, 159-166. doi: 10.17660/ActaHortic.2014.1042.19
Paus, KS, Da Silva, D., Brown, PH, en DeJong, TM (2014). Een biologisch gebaseerde benadering voor het modelleren van lentefenologie in gematigde loofbomen. Agrarisch. Voor. Meteorol. 198, 15-23. doi: 10.1016/j.agrformet.2014.07.009
Richardson, EA, Seeley, SD en Walker, DR (1974). Een model voor het schatten van de voltooiing van rust voor perzikbomen "Redhaven" en "Elberta". HortScience 9, 331-332.
Rodrigo, J., en Herrero, M. (2002). Effecten van pre-bloeitemperaturen op bloemontwikkeling en vruchtzetting bij abrikoos. Wetenschap. hortisch. 92, 125–135. doi: 10.1016/S0304-4238(01)00289-8
Rodríguez, A., Pérez-López, D., Centeno, A., en Ruiz-Ramos, M. (2021). Levensvatbaarheid van gematigde fruitboomsoorten in Spanje onder klimaatverandering volgens huiveringwekkende accumulatie. Agrarisch. Systeem 186:102961. doi: 10.1016/j.agsy.2020.102961
Rodríguez, A., Pérez-López, D., Sánchez, E., Centeno, A., Gómara, I., Dosio, A., et al. (2019). Koelende accumulatie in fruitbomen in Spanje onder klimaatverandering. nat. Gevaren Aarde Syst. Wetenschap. 19, 1087–1103. doi: 10.5194/nhess-19-1087-2019
Ruiz, D., Campoy, JA, en Egea, J. (2007). Koude- en warmtebehoefte van abrikozencultivars voor bloei. Omgeving. Exp. bot. 61, 254-263. doi: 10.1016/j.envexpbot.2007.06.008
CrossRef Volledige tekst | Google Scholar
Ruiz, D., Egea, J., Salazar, JA, en Campoy, JA (2018). Koude- en warmtebehoefte van Japanse pruimencultivars voor de bloei. Wetenschap. hortisch. 242, 164-169. doi: 10.1016/j.scienta.2018.07.014
Scoccimarro, E., Gualdi, S., Bellucci, A., Sanna, A., Fogli, PG, Manzini, E., et al. (2011). Effecten van tropische cyclonen op het warmtetransport van de oceaan in een gekoppeld algemeen circulatiemodel met hoge resolutie. J. Klim. 24, 4368-4384. doi: 10.1175/2011JCLI4104.1
Semenov, MA, en Stratonovitch, P. (2010). Gebruik van multi-modelensembles van wereldwijde klimaatmodellen voor beoordeling van de gevolgen van klimaatverandering. Klim. Res. 41, 1–14. doi: 10.3354/cr00836
UNE 500540 (2004). Automatische weerstationnetwerken: leidraad voor de validatie van de weergegevens van de stationsnetwerken. Madrid: AENOR
Unterberger, C., Brunner, L., Nabernegg, S., Steininger, KW, Steiner, AK, Stabentheiner, E., et al. (2018). Voorjaarsvorstrisico voor regionale appelproductie onder warmer klimaat. PLoS One 13: e0200201. doi: 10.1371 / journal.pone.0200201
van Vuuren, DP, Edmonds, J., Kainuma, M., Riahi, K., Thomson, A., Hibbard, K., et al. (2011). De representatieve concentratieroutes: een overzicht. Klim. Kan. 109:5. doi: 10.1007/s10584-011-0148-z
Viti, R., en Monteleone, P. (1995). Hoge temperatuurinvloed op de aanwezigheid van bloemknopafwijkingen in twee abrikozenvariëteiten die worden gekenmerkt door verschillende productiviteit. Acta Hortic. 1995, 283-290. doi: 10.17660/ActaHortic.1995.384.43
Volodin, EM, Dianskii, NA, en Gusev, AV (2010). Het simuleren van het huidige klimaat met het INMCM4.0 gekoppelde model van de atmosferische en oceanische algemene circulaties. Izv. Sfeer Oceaan. Fysiek. 46, 414-431. doi: 10.1134 / S000143381004002X
Wallach, D., Martre, P., Liu, B., Asseng, S., Ewert, F., Thorburn, PJ, et al. (2018). Multimodel-ensembles verbeteren de voorspellingen van interacties tussen gewas, omgeving en beheer. bol. Kan. Biol. 24, 5072-5083. doi: 10.1111/gcb.14411
Watanabe, S., Hajima, T., Sudo, K., Nagashima, T., Takemura, T., Okajima, H., et al. (2011). MIROC-ESM 2010: modelbeschrijving en basisresultaten van CMIP5-20c3m-experimenten. Geosci. Modelontwikkelaar 4, 845–872. doi: 10.5194/gmd-4-845-2011
Wu, T., Song, L., Li, W., Wang, Z., Zhang, H., Xin, X., et al. (2014). Een overzicht van de ontwikkeling en toepassing van BCC-klimaatsysteemmodellen voor studies naar klimaatverandering. J. Meteorol. Res. 28, 34–56. doi: 10.1007/s13351-014-3041-7
Yukimoto, S., Adachi, Y., Hosaka, M., Sakami, T., Yoshimura, H., Hirabara, M., et al. (2012). Een nieuw wereldwijd klimaatmodel van het meteorologisch onderzoeksinstituut: MRI-CGCM3 —Model Description and Basic Performance. J. Meteorol. Soc. Jpn. Ser II 90, 23-64. doi: 10.2151/jmsj.2012-A02
Trefwoorden: Prunus, steenfruit, aanpassing, koudeaccumulatie, fenologie, vorstrisico, rassenkeuze, agroklimatologische metrics
Citation: Egea JA, Caro M, García-Brunton J, Gambín J, Egea J en Ruiz D (2022) Agroklimatologische meetgegevens voor de belangrijkste steenfruitproducerende gebieden in Spanje in huidige en toekomstige klimaatveranderingsscenario's: implicaties vanuit een adaptief oogpunt. Voorkant. Plant Sci. 13:842628. doi: 10.3389/fpls.2022.842628
ontvangen: 23 december 2021; Aanvaard: 02 mei 2022;
Gepubliceerd: 08 juni 2022.
Bewerkt door:Hisayo Yamane, Universiteit van Kyoto, Japan
Beoordeeld door:Liang Guo, Northwest A&F Universiteit, China
Kirti Rajagopalan, Washington State University, Verenigde Staten
Auteursrechten © 2022 Egea, Caro, García-Brunton, Gambín, Egea en Ruiz. Dit is een open access-artikel dat wordt verspreid onder de voorwaarden van de Creative Commons Attribution License (CC BY). Het gebruik, de distributie of de reproductie in andere forums is toegestaan, op voorwaarde dat de oorspronkelijke auteur (s) en de eigenaar (s) van het auteursrecht zijn gecrediteerd en dat de originele publicatie in dit tijdschrift wordt vermeld, in overeenstemming met de geaccepteerde academische praktijk. Geen gebruik, distributie of reproductie is toegestaan die niet aan deze voorwaarden voldoet.
*Correspondentie: Jose A. Egea, jaegea@cebas.csic.es; David Ruiz, druiz@cebas.csic.es
Een bron: https://www.frontiersin.org