Jose A. Egea1*, Manuel Caro2, Jesús García-Brunton2, Jesús Gambín 3, José Egea 1 è David Ruiz 1*
- 1Gruppu d'Allevamentu di Frutti, Dipartimentu di l'Allevu di Vegetale, CEBAS-CSIC, Murcia, Spagna
- 2Istitutu di Ricerca è Sviluppu Agroalimentari di Murcia, Murcia, Spagna
- 3ENAE Business School, Università di Murcia, Murcia, Spagna
A produzzione di frutti di petra hà una grande impurtanza ecunomica in Spagna. I posti di cultivazioni per queste spezie di frutti (vale à dì, pesche, albicocca, prugna è ciliegia dolce) coprenu spazii geografichi largu è climaticamente diversi in u paese. U cambiamentu climaticu pruduci digià un aumentu di a temperatura media cun intensità particulare in certi lochi cum'è quelli di u Mediterraniu. Questi cambiamenti portanu à una diminuzione di u friddu accumulatu, chì pò avè un impattu prufondu nantu à a fenologia Prunus spezie cum'è frutti di petra per, per esempiu, difficultà per copre i bisogni chilling per rompe l'endodormanzia, l'occurrence di l'avvenimenti di fretu tardi, o temperature anormali precoci alte. Tutti questi fattori ponu influenzà severamente a produzzione è a qualità di frutti è per quessa pruvucanu cunsiquenzi assai negativi da u puntu di vista socio-ecunomicu in e regioni incumbente. Cusì, a carattarizazione di i zoni di cultivazioni attuali in termini di variabili agroclimatici (per esempiu, accumulazione di chill è calore è probabilità di ghjàllichi è eventi di calore anormali iniziali), basatu nantu à dati da 270 stazioni meteorologiche per l'ultimi 20 anni, hè realizatu in stu travagliu per pruduce una stampa informativa di a situazione attuale. Inoltre, e proiezioni climatiche future da diversi mudelli climatichi glubali (dati recuperati da l'Agenzia Statale Meteorologica di Spagna-AEMET) finu à u 2065 per dui scenarii di Strada di Concentrazione Rappresentante (ie, RCP4.5 è RCP8.5) sò ancu analizati. Utilizendu a situazione attuale cum'è baseline è cunsiderendu i scenarii futuri, l'infurmazioni nantu à l'adattabilità attuale è futura di e diverse spezie / cultivars à e diverse zone di crescita ponu esse inferite. Questa informazione puderia esse a basa di un strumentu di supportu di decisione per aiutà e diverse parti interessate à piglià decisioni ottimali in quantu à a cultura attuale è futura di frutti di petra o di altre spezie temperate in Spagna.
I MUVRINI
Spagna hè unu di i principali pruduttori mundiali di frutti di petra (vale à dì, pesche, albicocca, prugna è ciliegia dolce) cù una pruduzzione media annuale di circa 2 milioni di tunnellate. A cultura di sti frutti hà un rolu ecunomicu assai impurtante in u paese, copre circa 140,260 XNUMX ettari (FAOSTAT, 2019). I principali zoni di crescita in Spagna per questi cultivars sò situati in zoni cù caratteristiche agroclimatiche diverse: da e zone calde cum'è a valle di Guadalquivir è una grande parte di a zona mediterranea à i zoni friddi cum'è l'Estremadura sittintriunali, a valle di l'Èbre, è certi lochi interni di a zona mediterranea. (vede figura 1). Siccomu sti culturi necessitanu abbastanza freddo invernale per rompe l'endodormanzia per evità prublemi di produzzione (Atkinson et al., 2013)Campoy et al., 2011b; Luedeling et al., 2011; Luedeling, 2012; Julian et al., 2007; Guo et al., 2015; 2019; Chmielewski et al., 2018), è (iv) selezziunà e migliori pratiche è tecnulugia agriculi per mitigà l'effettu di u cambiamentu climaticu (Campoy et al., 2010; Mahmood et al., 2018).
Requisiti di friddu è calore (Fadón et al., 2020b) o livellu di danni da gelo (Miranda et al., 2005) di l'attuali spezie / cultivars cultivati ponu esse accumpagnati cù e metriche agroclimatiche in e diverse aree per custruisce strumenti di decisione chì aiutanu i pruduttori è l'altri attori à cuncepisce e pulitiche ottimali di produzzione è ecunomiche per mediu è longu. Strumenti di mudeli dispunibuli per processà una grande serie di climatichi è fenològichi servenu dighjà cum'è a basa per custruisce i strumenti di decisione sopra citati (Luedeling, 2019; Luedeling et al., 2021; Miranda et al., 2021). E proiezioni climatiche in u bacinu di u Mediterraniu palesanu chì l'effetti di u riscaldamentu glubale ponu esse particularmente severi in questa zona (Giorgi et Lionello, 2008; MedECC, 2020; IPCC, 2021), dunque e misure di anticipazione sò critichi per evità futuri prublemi di pruduzzione, chì puderanu affettà seriamente l'ecunumia di certe regioni cum'è quelle presentate in stu studiu (Olesen è Bindi, 2002; Benmoussa et al., 2018).
Diversi studii di ricerca anu determinatu l'influenza negativa di u riscaldamentu glubale nantu à a produzzione di frutti temperati è noci in diverse regioni di u pianeta. I causi principali sò ligati à a diminuzione di u friddu di l'inguernu, ancu s'è l'aumentu di i risichi di fretu per via di l'avanzamentu previstu di fioritura è fioritura hè ancu cunsideratu in certi studii. Per esempiu, Fernandez et al. prevedeva una diminuzione di u friddu invernale necessariu per a produzzione di frutti caduci in Cile, cù impatti negativi previsti in i zoni sittintriunali di u paese. À u listessu tempu, anu prughjettatu riduzzione significativa di probabilità di ghiacciata durante u periodu più plausibile di burburst per l'arbureti di frutti caduti per tutti i siti cunsiderati (Fernandez et al., 2020); Lorite et al. anu analizatu fenomeni cum'è a mancanza di friddu invernale, u risicu di ghiacciata è e cundizioni calde durante a fioritura in a Peninsula Iberica per certi cultivars d'amanduli chì accoppianu e proiezioni climatiche è l'infurmazione fenologica. Anu trovu chì, in generale (è sicondu u cultivar cunzidiratu), (i) a mancanza di friddu invernale serà più pronunzianu in a costa mediterranea è a valle di Guadalquivir, (ii) e cundizioni calde durante a fioritura seranu più intense in u centru cintrali. Plateau et Vallée de l'Èbre, et (iii) le risque de gel sera réduit à certaines zones du plateau nordique et des zones collines septentrionales (Lorite et al., 2020). Benmoussa et al. prughjettatu impurtanti riduzzione di friddi invernali futuri in Tunisia chì ponu influenzà significativamente a pruduzzione di certi frutti è noci. Per esempiu, per u scenariu più pessimistu, solu i cultivars d'amanduli à pocu friddu puderia esse viable. In altri scenarii, certi cultivari di pistacchi è di pesche puderanu esse viable ancu à longu andà per a parti nord-occidentale di u paese (Benmoussa et al., 2020); Fraga è Santos anu cunsideratu à tempu l'accumulazione di calore è di calore futuru è i so impatti nantu à a produzzione di diversi frutti in Portugallu. Anu prughjettatu forti calazioni in u friddu invernale chì affettanu più severamente e regioni più internu di u paese. I zoni di u crescente di u mele di u nordu seranu particularmente esposti à a riduzzione chilling. L'autori prughjettanu ancu aumenti di l'accumulazione di calore, cù un impattu più altu in i zoni miridiunali è custieri di u paese. Anu evidenziatu chì stu fattu pò aumentà u risicu di danni di gelo per via di l'avanzata di stadi fenologichi (Rodríguez et al., 2019, 2021; Fraga è Santos, 2021) hà paragunatu a situazione attuale di e zone di pruduzzione di certi frutti temperati in Spagna cù scenarii futuri di cambiamentu climaticu in quantu à l'accumulazione di chill. Anu previstu perdite impurtanti in certi spazii (per esempiu, u Sud-Est o l'area di Gualdalquivir) ancu in un futuru vicinu. Per u futuru luntanu (> 2070), sti autori dichjaravanu chì cunsiderà i zoni di crescente attuali, i cultivars di prugna, amanduli è pomi ponu esse seriamente affettati da a mancanza di friddu (Rodríguez et al., 2019, 2021).
In questu studiu, avemu valutatu e principali variabili agroclimatiche ligati à l'adattazione di frutti di petra in diverse regioni in Spagna, cumprese quelli induve a più impurtante pruduzzione di frutti di pesche hè realizatu utilizendu dati da 270 stazioni meteorologiche durante u periodu 2000-2020. Questu hè accumpagnatu da e prughjezzione di a temperatura futura per stima l'evoluzione di l'accumulazione di u friddu è di u calore è e probabilità di u futuru di fretu è di i primi eventi di calore anormali cumparatu cù a situazione attuale. Questa infurmazione pò esse assai utile per piglià e decisioni ottimali ligati à a creazione di novi arbureti, a trasladà l'attuali, o à selezziunà i cultivars ottimali per ottene u prufittu à longu andà.
A cuntribuzione principale di stu studiu hè chì avemu analizatu à u stessu tempu diverse variabili agroclimatiche ligati à l'adattazione di frutti di petra. Micca solu l'accumulazione di chill per cumpiendu CR cum'è realizatu in u studiu da Rodríguez et al. (2019, 2021) ma ancu l'accumulazione di calore per a fioritura propria, i risichi di fretu, è una variabile raramente quantificata in a literatura: a probabilità di eventi di calore anormali in l'inguernu chì ponu stimulà a liberazione di endodormanzia cù un impattu negativu nantu à a produzzione di frutti, a qualità è u rendiment, cum'è hè stata. osservatu in e zone calde in l'ultimi anni. Avemu usatu dati da una reta assai densa di stazioni meteorologiche chì furnisce metriche precise per a situazione attuale. Avemu focu annantu à l'attuali zoni di pruduzzione cum'è e decisioni in quantu à l'adattazione di u riscaldamentu seranu prubabilmente pigliate in quelli zoni, induve e tecnulugie è e cunniscenze adattate sò ben stabilite. In tali zoni, i trasferimenti di i culturi pruduceranu cunsequenze socio-ecunomiche indesiderate è depopulazione. In più, per caratterizà a situazione attuale, avemu usatu temperature orarie reali invece di stimate, chì cunferiscenu più accuratezza à i risultati cumparatu cù altri studii induve e temperature orarie sò interpolate da e temperature di ogni ghjornu. A risoluzione aduprata (~ 5 km) hè più fina chè in altri studii simili in Spagna (Rodríguez et al., 2019, 2021; Lorite et al., 2020) è aiuta à piglià decisioni ancu à livellu lucale.
Materiale è Metodi
Dati climatichi è Variabili Agroclimatici
Dati climatichi da 340 stazioni meteorologiche situate in i principali zoni pruduttori di frutti di petra in Spagna (vede figura 1) sò stati usati per valutà e metriche agroclimatiche. I dati includenu e principali variabili climatichi, cumprese a temperatura media, massima è minima (°C), umidità relativa (%), precipitazione (mm), evapotraspirazione (ETo, mm) è radiazione solare (W/m).2). I registri incompleti è i prublemi sò stati truvati in alcune di e stazioni cunsiderate. Dopu applicà a regulazione spagnola (UNE 500540, 2004), un numeru finali di stazioni 270 hè statu sceltu. I dati di a temperatura oraria sò stati cumpleti eccettu l'ore vacanti chì currispondenu à l'avvenimenti di mantenimentu chì ùn sò micca stati pieni in quantu cunsistenu in un percentinu insignificante di u tutale. A temperatura media oraria in u periodu 2000-2020 hè stata aduprata per calculà e variabili agroclimatiche principali, cumprese l'accumulazione di friddu è di calore, è ancu e probabilità di ghjàllichi potenzalmentu dannusu è avvenimenti di calore anormali in l'invernu. U numaru d'anni cumpleti per stazione varieghja per stazione: da 5 à 21 anni (mediana = 20) secondu a stazione.
L'accumulazione di chill per ogni stagione hè stata calculata da u 1 di nuvembre à u 28 di ferraghju di l'annu dopu. Utah (Richardson et al., 1974) è dinamica (Fishman et al., 1987) sò stati utilizati mudelli per fà stu calculu. L'accumulazione di calore per ogni stagione hè stata calculata da u 1 di ghjennaghju à l'8 d'aprile (circa 14 settimane) cù u Richardson (Richardson et al., 1974) è Anderson (Anderson et al., 1986), chì furnisce i risultati in l'ora di gradu crescente (GDH). Probabilità di ghjàllichi è avvenimenti di calore anormali sò stati calculati per simana cum'è seguente: per ogni simana, un avvenimentu di fretu si faci si a temperatura hè sottu à -1 ° C durante almenu trè ore consecutivi. Allora, a probabilità di l'occurrence di l'avvenimenti di fretu in una settimana particulari hè definitu cum'è u numeru di volte chì a settimana hà avutu almenu un avvenimentu di fretu durante u periodu di studiu divisu da u numeru di anni cunzidiratu. In listessu modu, un avvenimentu di calore anormale si verifica si a temperatura sopra à 25 ° C per almenu trè ore consecutivi. Allora, a probabilità di l'occurrence di l'avvenimenti di calore anormali hè calculatu cum'è spiegatu per l'avvenimenti di fretu. A settimana 1 hà cuminciatu à u 1 di ghjennaghju. Per l'avvenimenti di ghjàllichi, settimane da 2 à 10 sò state cunsiderate cum'è rapprisentanti settimane periculose potenziale. E prime simane in a gamma (vale à dì, a settimana 2 à a settimana 5-6) seranu i più periculosi in i zoni caldi, mentri u restu (vale à dì, a settimana 5-6 à a settimana 10) seranu i critichi in i zoni friddi. Per l'avvenimenti di calore anormali, u periodu cunzidiratu variava da a settimana 49 di l'annu precedente (iniziu di dicembre) à 8 (fini di ferraghju) quandu questi avvenimenti puderanu stimulà a liberazione di dormancy iniziale assuciata à i prublemi di produzzione più tardi.
Scenarii futuri
In quantu à i scenarii futuri, sò state aduprate e proiezioni di temperatura calculate da l'Agenzia Meteorologica Statale Spagnola (AEMET). AEMET hà pruduciutu in l'ultimi anni un inseme di proiezioni di u cambiamentu climaticu di riferimentu in scala in Spagna, sia appiicando tecniche di downscaling statistiche à i risultati di i mudelli climatichi glubali (GCM) o utilizendu l'infurmazioni generate da tecniche di downscaling dinamichi attraversu prughjetti europei o iniziative internaziunali. cum'è PRUDENZA, ENSEMBLE, è EURO-CORDEX (Amblar-Francés et al., 2018). In questu studiu, avemu utilizatu e temperature di ogni ghjornu prughjettatu (vale à dì, massimu è minimu) utilizendu un downscaling statisticu basatu nantu à e rete neurali artificiali. Questu hè statu valutatu cum'è un metudu adattatu per pruduce proiezioni climatichi in i scenarii attuali è futuri in Spagna mentre riduce i preghjudizii di u mudellu GCMs (Hernanz et al., 2022a,b) su una griglia di risoluzione di 5 km. Dui orizonti tempurale sò stati cunsiderati, vale à dì, 2025-2045 (caratterizatu da 2035) è 2045-2065 (caratterizatu da 2055) per furnisce risultati à cortu è mediu termini. Dui camini di cuncentrazione rappresentativi, vale à dì, RCP4.5 è RCP8.5, sò stati cunsiderati (van Vuuren et al., 2011). Da nota, undici GCM sò stati usati in stu studiu (Table 1). I risultati sò stati presentati cù un ducali metodulugia (Semenov è Stratonovitch, 2010; Wallach et al., 2018) induve i valori medii di e metriche prughjettate (per esempiu, l'accumulazione di chill è calore o probabilità) calculati da tutti i mudelli sò stati utilizati in i passi successivi. E temperature orarie per calculà l'indici agroclimatici sò stati simulati da quelli di ogni ghjornu cù u pacchettu chillR (Luedeling, 2019).
Table 1
TABLE 1. Lista di mudelli climatichi globale utilizati in stu studiu.
Per paragunà e variàbili agroclimatiche in i scenarii prisenti è futuri, i lochi attuali di e stazioni climatichi sò stati paragunati cù i so punti più vicini da a griglia. A distanza massima, minima è media da e stazioni meteorologiche à i so punti più vicini in a griglia era 3.87, 0.26 è 2.14 km, rispettivamente. In tutti i casi (scenari attuali è futuri), una zona interpolata intornu à e stazioni meteorologiche cunsiderate (vale à dì, micca più di 50 km di distanza da a stazione meteorologica più vicina) hè stata calculata utilizendu u metudu di ponderazione di distanza inversa.
Risposte alla lingua
Accumulazione di friddu
Comu indicatu sopra, dui mudelli sò stati utilizati per calculà l'accumulazione di chill, à dì, u Utah (in unità chill) è u mudellu Dinamicu (in porzioni). En utilisant les valeurs moyennes du froid total accumulé dans toute la période pour toutes les stations, on a trouvé une corrélation très élevée entre les deux indices (R2 = 0.95, Figura complementare 1). Per quessa, i risultati sò presentati cù solu unu di elli (porzioni). figura 2 mostra i mudelli spaziali di e porzioni fresche medie in i diversi periodi cunsiderati. In a situazione attuale, pudemu vede chì ci sò parechje zoni geugrafiche cù una alta accumulazione di chill (≥75 porzioni), cum'è a valle di l'Ebru, u nordu di l'Estremadura, è certi spazii interni in u Mediterraniu. Solu in u Mediterraniu è u Vallu di Guadalquivir, si trovanu zoni caldi cù l'accumulazione di chill sottu à 60 porzioni (ancu sottu à 50 in certi spazii isolati). I scenarii futuri mostranu una clara diminuzione di u friddu accumulatu in i zoni caldi, in u nordu di l'Estremadura è in alcune zone interne di u Mediterraniu. A diminuzione di u friddu accumulatu in a valle di l'Ebru serà pruduciutu in a parti orientale di quella zona, mentre chì l'internu accumulerà un chill invernale significativu ancu in u scenariu più pessimista (per esempiu, 2055_RCP8.5). L'effetti di u riscaldamentu glubale annantu à a calata di u friddu invernale sò più intensi in u scenariu 2055_RCP8.5 cum'è previstu. Tavule supplementari 1-4 mostra l'accumulazione media di chill in u periodu cunsideratu (1u nuvembre à a fine di ferraghju) in porzioni per tutti i lochi è mudelli in ogni scenariu futuru cunsideratu. U valore mediu di l'outputs di l'undici mudelli hè mostratu, è ancu u chill accumulatu registratu per u periodu 2000-2020 per scopi di paragone.
figura 2
FIGURA 2. Accumulazione di chill in i principali zoni di produzzione di petra in Spagna per a situazione attuale (circa 2000-2020), dui orizzonti di tempu (2025-2045 è 2045-2065) è dui scenarii futuri (RCP4.5 è RCP8.5).
Per verificà se a diminuzione prevista di l'accumulazione di friddu averà una influenza simile nantu à i lochi sicondu l'accumulazione attuale di chill, una classificazione di e 270 stazioni meteorologiche hè stata realizata, dividenduli in termini di porzioni accumulate medie in u scenariu attuale: accumulazione bassa (< 60 porzioni, 34 stazioni), accumulazione media (trà 60 è 80 porzioni, 121 stazioni), è accumulazione alta (sopra 80 porzioni, 115 stazioni). figura 3 mostra i boxplots di e porzioni accumulate in ogni scenariu per i trè tippi di locu. A diminuzione osservata di l'accumulazione di friddu hè cum'è prevista secondu ogni scenariu. In quantu à e sferenze di i valori mediani trà i scenarii attuali è futuri, pare chì i trè tippi di locu prisentanu u stessu cumpurtamentu (chì significa chì e perdite percentuali sò più altu in i zoni d'accumulazione bassu). Tuttavia, a diffusione di e dati hè assai diversa. E zone d'accumulazione di chill bassa è alta mostranu una dispersione più bassa (cun alcuni valori aberranti in l'estremità bassa di a distribuzione) cà e zone media, chì presentanu una dispersione più alta ma senza valori aberranti. L'analisi di sti valori eccessivi per e zone d'accumulazione di freschezza elevata revela chì l'outlier per tutti i quattru scenarii futuri currisponde à un locu internu di u Mediterraniu (Játiva). Per i zoni d'accumulazione di bassa fridda, l'outlier in ogni casu (cumpresu u scenariu attuale) currisponde à una località custiera di u Mediterraniu (Almeria). L'outliers per l'estremità alta di a distribuzione in i zoni à bassa accumulazione di friddu currispondenu à i lochi interni in u Mediterraniu (vale à dì, Montesa, Callosa de Sarriá è Murcia), ancu s'ellu puderianu esse artefatti postu chì e proiezioni prevedenu più accumulazione di friddi in u futuru chè in l'attuale. scenariu. Puderanu esse causati da e pussibuli differenze climatiche trà a situazione attuale di e stazioni meteorologiche è u so puntu più vicinu in a griglia per e proiezioni future.
figura 3
FIGURA 3. Boxplots di chill accumulatu in tutti i scenarii per stazioni d'accumulazione di chill bassu (<60 porzioni), mediu (trà 60 è 80 porzioni) è altu (> 80 porzioni), riferiti à u scenariu attuale.
Accumulazione di calore
L'accumulazione di calore hè stata calculata cù dui mudelli (vale à dì, i mudelli Richardson è Anderson) simili à l'accumulazione di chill. Una alta correlazione hè stata ancu truvata trà i risultati di i dui mudelli (R2 = 0.998, Figura complementare 2). Dunque, i risultati sò presentati cù solu i risultati di u mudellu Anderson. figura 4 mostra i mudelli spaziali di GDH mediu nantu à i diversi periodi cunsiderati. Tous les scénarios concernant le GDH semblent être inversement corrélés avec leurs scénarios d'accumulation de froid correspondants (figura 2). Lochi induve l'accumulazione di chill hè bassu prisentanu l'accumulazione di calore altu è vice-versa. Quandu l'accumulazione di freddo diminuisce in scenari futuri, l'accumulazione di calore aumenta proporzionalmente in ogni zona. Per esempiu, u coefficient di correlazione di Pearson trà l'accumulazione di freddo persa è l'accumulazione di calore guadagnatu per i scenarii currenti è 2055_RCP8.5 hè 0.68 (p-valore < 1e-15).
figura 4
FIGURA 4. Accumulazione di calore in i principali zoni di pruduzzioni di petra in Spagna per a situazione attuale (circa 2000-2020), dui orizzonti di tempu (2025-2045 è 2045-2065) è dui scenarii futuri (RCP4.5 è RCP8.5)
Cum'è in u casu di l'accumulazione di chill, l'effetti di l'aumentu di GDH sò più intensi in u scenariu 2055_RCP8.5 cum'è previstu. Tavule supplementari 5-8 mostra l'accumulazione di calore mediu in u periodu cunsideratu (1st January-8th April) in GDH per tutti i lochi è mudelli in ogni scenariu cunsideratu. U valore mediu di l'outputs di l'undici mudelli hè mostratu, è ancu u calore accumulatu registratu per u periodu 2000-2020 per scopi di paraguni.
Probabilità di Frost è di Calore Anormali
A probabilità di l'avvenimenti di ghiacciata cum'è definita sopra hè mostrata in figura 5 comparing weeks 2-10 for the current and 2035_RCP4.5 and 2055_RCP8.5 scenarios (solu probabilità ≥ 10%). In a situazione attuale, probabilità significativa di l'avvenimenti di ghjàllichi sò stati registrati soprattuttu in i zoni di a valle di l'Ebru, ma ancu in u nordu di l'Estremadura è l'internu di u Mediterraniu. A probabilità di ghiacciata diminuite da a settimana 2 à 10 cum'è l'aspittava, ma certi lochi particulari in a valle di l'Ebru presentanu sempre una probabilità significativa di fretu nantu à a settimana 10. I scenarii futuri analizati in figura 5 sò i più ottimisti (ie, 2035_RCP4.5) è pessimisti (ie, 2055_RCP8.5), rispettivamente, in quantu à l'aumentu di a temperatura. A probabilità di l'eventi di ghiacciata svanisce da l'Estremadura è diminuisce in tutti i lochi, mentre chì i zoni ridotti di a valle di l'Ebru è certi spazii isolati in u Mediterraniu internu mostranu probabilità di più di 10% ancu in a settimana 10. Cum'è in a situazione attuale, a probabilità di ghiaccia diminuisce settimane 2 à 10. Rimarchevuli, i scenarii 2035_RCP4.5 è 2055_RCP8.5 presentanu stampi simili in quantu à probabilità di avvenimenti di fretu, chì palesanu chì a Valle di l'Ebru è certi lochi di l'internu di u Mediterraniu subiranu avvenimenti di fretu in tutti i scenarii cunsiderati.
figura 5
FIGURA 5. Probabilità di l'eventi di ghiacciata in i principali zoni di produzzione di petra in Spagna per settimane da 2 à 10 per i scenarii attuali, 2035_RCP4.5 è 2055_RCP8.5.
Discussione è cunclusioni
Stu studiu hà pruvatu à caratterizà i principali zoni pruduttori di frutti di petra di Spagna utilizendu dati agroclimatici storichi (in particulare temperature) da 270 stazioni meteorologiche sparse in tali spazii è paragunate i risultati cù proiezioni futuri in dui orizzonti di tempu è scenarii RCP. I zoni di studiu sò stati scelti basatu annantu à u fattu chì e decisioni attuali è future da esse fatte in quantu à a cultura di frutti di petra (vale à dì, pesche, albicocca, prugna è ciliegia dolce) saranu principarmenti pigliate in i zoni di pruduzzione attuale, induve a cunniscenza è a cunniscenza tecnulugia per u crescente di sti culturi sò fermamente stallati. Cusì, stu studiu ùn si focalizeghja micca nantu à altri lochi futuri potenziali per a cultura di frutti di petra.
I principali variabili cumputati, vale à dì, l'accumulazione di chill è di calore, palesanu chì i zoni cunsiderati sò assai diversi da u puntu di vista agroclimaticu è chì u cambiamentu climaticu avarà un impattu impurtante, soprattuttu in i zoni più caldi ancu à mediu termini. I mudelli utilizati per calculà unu di elli (vale à dì, Utah è Dynamic per u friddu è Richardson è Anderson per l'accumulazione di calore) mostranu correlazioni assai elevate cum'è prima truvata da Ruiz et al. (2007, 2018).
Importanti riduzioni di l'accumulazione di friddi sò prughjettate in tutte e zone, ciò chì cuncorda cù studii precedenti in e zone mediterranee (Benmoussa et al., 2018, 2020; Rodríguez et al., 2019; Delgado et al., 2021; Fraga è Santos, 2021). A diminuzione di l'accumulazione di chill serà simile in valori assoluti in tutte e regioni studiate, ma i più caldi (vale à dì, l'area mediterranea è a valle di Guadalquivir) ponu esse assai più affettati in quantu à l'adattabilità à a coltivazione di frutti di roccia postu chì a so situazione attuale hè digià una limitazione per assai cultivars. Dans les régions froides comme la vallée de l'Èbre et l'Estrémadure, le déclin de l'accumulation du froid ne sera pas en principe un obstacle à la poursuite de la culture, même si dans certaines régions froides particulières de l'Estrémadure et du Méditerranée, le déclin de l'accumulation du froid sera plus intense que dans d'autres régions froides. Hè da nutà chì, secondu figura 3, una caduta brusca in l'accumulazione di chill trà a situazione attuale è u futuru vicinu hè osservatu. A risuluzione di a griglia utilizata, ancu s'è fine (~ 5 km) pò esse una causa di questu effettu. Altre possibili fonti di discrepanze chì portanu à differenze esagerate trà i valori prughjettati è reali puderianu esse i biasi di u mudellu GCM rimanenti chì ùn sò micca minimizati cumplettamente durante u prucessu di downscaling, o u fattu chì avemu paragunatu i calculi realizati cù a temperatura oraria reale (vale à dì, currente). scénario) et calculs effectués avec des courbes de température idéalisées dérivées des températures maximales et minimales projetées quotidiennement (Linvill, 1990) per i scenari futuri. Gocce bruschi simili in un futuru vicinu sò stati ancu osservati da Rodríguez et al., chì anu previstu una diminuzione di sin'à 30 porzioni di rinfrescante per u periodu 2021-2050 in certi lochi in Spagna (Rodríguez et al., 2019), chì cuncorda cù i nostri risultati. Benmoussa et al. (2020), Delgado et al. (2021), e Fraga è Santos (2021) hà ancu riportatu gocce bruschi trà i scenarii storichi è futuri in Tunisia, Portugallu è Asturias (Spagna di u Nordu), rispettivamente. Cum'è in u nostru casu, sti studii anu ancu dimustratu chì nisuna differenza impurtante per u friddu accumulatu appare in un futuru vicinu, indipendentemente da u RCP cunsideratu. Contrairement à l'accumulation de froid, l'accumulation de chaleur augmentera dans tous les scénarios (en particulier en 2055_RCP8.5 comme prévu), et son évolution est inverse à celle de l'accumulation du froid. Questu hè statu ancu osservatu da Fraga è Santos (2021) per u Portugallu.
Probabilità di ghjàllichi è avvenimenti di calore anormali in e settimane induve ponu influenzà in modu impurtante u rendiment è a pruduzzione (per esempiu, freti tardi o avvenimenti di calore anormali prima di a liberazione di l'endodormanzia) sò stati calculati ancu. Per u scenariu attuale, l'avvenimenti di fretu sò più frequenti in i zoni friddi, cum'è previstu. Eventi di calore anormali in settimane chjave sò stati cuncentrati in l'area mediterranea durante l'ultimi anni, ma cù probabilità assai bassu. Stimi futuri per queste variàbili mostranu chì l'avvenimenti di ghiacciate in settimane induve a produzzione di frutti di nocciola pò esse affettata (Miranda et al., 2005; Julian et al., 2007) diminuirà cum'è u seculu avanza è serà menu frequente per RCP8.5, chì cuncorda cù studii precedenti (Leolini et al., 2018). Toutefois, certaines zones de la vallée de l'Èbre et des zones particulières à l'intérieur des régions méditerranéennes subiront encore un nombre significatif d'évènements de gel dans les semaines à venir, même dans le scénario le plus chaud (ie, 2055_RCP8.5, figura 5). La définition d'un événement de gelée en termes de température et de temps d'exposition est étroitement liée au stade phénologique du cultivar actuel (Miranda et al., 2005). Data a grande varietà di cultivars di frutti di petra pussibuli, da assai bassu à assai altu CR, è u nùmeru di lochi analizati, da u friddu à u caldu, stabiliscenu difinizzioni particulari di l'avvenimentu di u cultivar / locu di fretu ùn hè micca fattibile in stu studiu per via di u voluminu enormu di infurmazione implicata. Sti tipi di studii sò generalmente realizati cù uni pochi di locu è / o cultivars, cum'è quellu realizatu da Lorite et al. (2020) per l'amanduli in Spagna, Fernandez et al. (2020) au Chili, qui a calculé des températures minimales inférieures à 0 °C pendant la période de floraison des espèces d'arbres fruitiers à feuilles caduques les plus représentatives cultivées dans chacun des neuf sites considérés, ou Parker et al. (2021) chì hà cunsideratu diverse temperature è stadi fenologichi per trè spezie (ie, amanduli, avocados è aranci) ma ancu realizatu una carattarizazione generale di a zona cunsiderendu trè temperature (0, -2 è +2 ° C) è u tempu d'esposizione. A nostra scelta di -1 ° C è almenu trè ore consecutivi hà u scopu di carattirizà l'evoluzione di l'eventi di fretu piuttostu chè di cuntà i danni specifichi à cultivars particulari, chì suppone un studiu diversu. Sta definizione hè stata aduttata dopu à ricuperà l'opinioni di l'esperti. A causa di u gran numaru di cultivars in termini di CR è HR è a diversità di regimi di temperatura in i spazii cunsiderati in stu studiu, avemu sceltu quelli settimane (da 2 à 10) induve tutti (o più) cumminzioni di cultivar / locu puderia esse. suscettibili di subire danni da gelo secondu u so stadiu fenologicu. Per scopi di decisione, i pruduttori anu da selezziunà a mappa chì si adatta megliu à a so situazione particulare (vale à dì, cultivar / locu) per piglià a decisione ottima. In generale, i zoni caldi è / o cultivars di fioritura precoce seranu ligati à e settimane prima in a gamma cunsiderata, mentre chì i zoni friddi è / o cultivars di fioritura tardi seranu ligati à e settimane più tardi in a gamma cunsiderata. Eventi di calore anormali in l'invernu chì ponu stimulà una liberazione di endodormanzia precoce, chì affetta negativamente a produzzione (Viti et Monteleone, 1995; Rodrigo è Herrero, 2002; Ladwig et al., 2019), s'accroîtra principalement dans la vallée du Guadalquivir, dans les zones côtières méditerranéennes, ainsi qu'en Estrémadure et dans certaines régions de la vallée de l'Èbre à mi-ou fin février (figura 6). A quantificazione di sta metrica ùn hè generalmente micca trattata in a literatura, ma pò pruvucà prublemi di produzzione impurtanti in i zoni caldi cum'è hè statu osservatu in l'ultimi anni. In novu, stabilisce 25 ° C o sopra per almenu trè ore consecutive per definisce un tali avvenimentu hè stata motivata da l'opinioni di l'esperti. In modu simile à i probabilità di l'avvenimenti di fretu, avemu sceltu quelli settimane (da 49 à 8) induve tutte (o a maiò parte) cumminzioni di cultivar / locu puderia esse suscettibile di esse affettatu da questi avvenimenti secondu u so stadiu fenologicu. In generale, i zoni caldi è / o cultivars di fioritura precoce seranu ligati à e settimane prima in a gamma cunsiderata, mentre chì i zoni friddi è / o cultivars di fioritura tardi seranu ligati à e settimane più tardi in a gamma cunsiderata.
A metrica agroclimatica calculata in stu studiu furnisce infurmazione preziosa per i pruduttori per selezziunà i cultivars più adattati in ogni zona di pruduzzione da un puntu di vista adattativu. Ogni cultivar hà i so CR per rompe l'endodormanzia (Campoy et al., 2011b; Fadón et al., 2020b). Un déclin de l'accumulation de froid comme prévu dans les scénarios futurs pourrait faire que les cultivars actuellement cultivés n'atteignent pas leur CR dans certaines régions, en particulier celles de la région méditerranéenne et de la vallée du Guadalquivir, qui sont déjà chaudes. Questu implicava una liberazione di endodormanzia incompleta chì affetta l'arbureti di fruttu in trè aspetti principali, à dì, gocce di fiori di fiori (è dunque una fioritura povera), ritardu di fioritura è germinazione, è mancanza d'uniformità in i dui prucessi, chì portanu à seri prublemi pruduttivi (Legave et al., 1983; Erez, 2000; Atkinson et al., 2013). Tutti questi ponu pruduce perdite ecunomiche impurtanti à i pruduttori. In questu cuntestu, a cunniscenza di CR per i diversi cultivars hè cruciale, ancu s'è l'infurmazioni attualmente dispunibuli sò relativamente scarse in l'arbureti di fruttu di pepite.Fadón et al., 2020b), cumpresa a pesca (Maulión et al., 2014), albicocca (Ruiz et al., 2007), prugna (Ruiz et al., 2018), è dolce ciliegia (Alburquerque et al., 2008).
In i zoni caldi cum'è u Mediterraniu è u Valle di Guadalquivir, induve u friddu accumulatu hè sottu à 60 porzioni in a situazione attuale, cultivati di maturazione precoce cù CR trà 30 è 60 porzioni sò cultivati. U cumplimentu di CR per questi cultivar pò esse in risicu in tutti i scenarii futuri analizati (figura 2). Per assicurà l'adattazione adattativa di e diverse spezie/cultivar à questi spazii, un traslocamentu pò esse necessariu, è certi cultivars duveranu esse spustati in spazii stretti (zoni internu in a zona mediterranea o versu Estremadura in u casu di a valle di Guadalquivir). induve u CR serà cumpletu ancu in i scenarii futuri, è i risichi di fretu sò previsti per diminuite. In questu cuntestu, l'intruduzioni o u sviluppu di cultivars cun CR assai bassa diventa un scopu cruciale per esse cunsideratu in i prugrammi di ripruduzzione di e spezie / cultivars incumbenti, soprattuttu per esse adattati per i zoni caldi induve l'adattazione di i cultivars attuale serà in risicu in u futuru. scenarii. Altrimenti, questi spazii ùn puderanu micca mantene a so attività produtiva è ecunomica ligati à a pruduzzione di frutti di petra. In più di questu, diverse pratiche è strategie agronomiche puderanu ancu esse applicate per minimizzà a diminuzione di l'accumulazione di friddi in queste zone, almenu in u locu. L'applicazione di biostimolanti per rompe l'endodormanzia prima di cumpiendu u CR o l'usu di reti di ombrezza durante i diversi stadi di dormancy sò digià stati descritti in i zoni caldi per a produzzione di frutti di nocciola.Gilreath è Buchanan, 1981; Erez, 1987; Costa et al., 2004; Campoy et al., 2010; Petri et al., 2014), anche si deve esse realizatu più ricerca è ottimisazione per fà queste tecniche più efficaci è prumove u so usu sistematicu. À l'inverse, dans les régions productrices les plus froides comme la vallée de l'Èbre, le nord de l'Estrémadure et certaines localités intérieures de la région méditerranéenne, on prévoit moins de gelées, ce qui pourrait permettre des cultivars plus précoces que ceux actuels, ce qui augmenterait le nombre de cultivars viables et, dunque, l'offerta à u mercatu cù cunsiquenzi ecunomichi pusitivi per a zona. In generale, in tutti i zoni pruduttori, hè cruciale di cunsiderà i cultivars cultivati attualmente è analizà quelli chì sò à a fine di u so rializazione CR per rimpiazzà o spustà li o per intruduce e pratiche di gestione descritte sopra per assicurà l'adattazione à u novu cambiamentu climaticu. scenarii.
In quantu à l'accumulazione di calore, i scenarii futuri prevedenu un incrementu di sta variabile in tutte e zone cunsiderate (figura 4). In i zoni caldi è intermedii, sta variabile ùn hè micca cusì decisiva cum'è l'accumulazione di friddu, ma pò avè un impattu pertinenti nantu à a fenologia, pruducia un avanzu in e date di fioritura è cusì aumentendu u risicu potenziale di ferite da gelo (Mosedale et al., 2015; Unterberger et al., 2018; Ma et al., 2019). Cum'è un puntu supplementu, questu avanzu di fioritura implica ancu un avanzu di maturazione (Peñuelas et Filella, 2001; Campoy et al., 2011b), chì deve esse cunsideratu da i pruduttori per mette strategicamente i so prudutti nantu à i mercati. In cuntrastu, in i zoni friddi, a mancanza di accumulazione di calore in a situazione attuale pò dannà u sviluppu fenologicu è a crescita di frutti (Fadón et al., 2020a). Queste zone attualmente fresche seranu favurizate da l'aumentu di l'accumulazione di calore previstu per i scenari futuri. Cum'è mostra in figura 6, Eventi di calore anormali seranu più frequenti in scenarii futuri in e date induve l'arbureti di fruttu ùn anu micca ancu liberatu endodormanzia, soprattuttu in i zoni caldi cum'è a valle di Guadalquivir è i lochi di u Mediterraniu. Questi avvenimenti ponu avè un effettu assai negativu quandu i CR sò parzialmente coperti (circa 60-70%), inducendu una liberazione di dormancy incompleta chì pò implicà prublemi vegetativi è di fioritura, cù un impattu negativu nantu à u fruttu è u rendiment.Rodrigo è Herrero, 2002; Campoy et al., 2011a).
In ogni casu, i cambiamenti in i regimi di l'accumulazione di friddu è di calore ùn anu micca un effettu cumunu nantu à tutti i cultivars è i so locu postu chì certi effetti di compensazione ponu esse realizati in quantu à l'accumulazione di friddu / calore in termini di liberazione d'endodormanzia o predizioni di date di fioritura (Pope et al., 2014). D'altronde, a carattarizazione agroclimatica di i lochi à una scala assai lucale pò esse bisognu di una calibrazione particulare di dati per via di l'eterogeneità spaziale (Lorite et al., 2020) per piglià e migliori decisioni in quantu à e selezzione di cultivar ottimali. I risultati presentati in stu studiu ponu esse utili micca solu per a produzzione di frutti di petra, ma ancu per altri frutti temperati cù una grande impurtanza in i zoni incumbenti, per esempiu, viti in La Rioja (Valle di l'Ebre) o altri. Questi risultati ponu esse a basa di sistemi di supportu di decisione per aiutà i pruduttori à piglià decisioni strategiche ottimali (per esempiu, selezzione di cultivar, trasferimentu è implementazione di pratiche di gestione di mitigazione) à mediu è longu termine.
Dichjarazione di Disponibilità di Dati
I cuntributi originali presentati in u studiu sò inclusi in l'articulu /Material Supplementary, altre dumande ponu esse dirette à l'autori currispundenti.
Contributions Autor
MC, JG-B, JG è DR anu cuncipitu è cuncepitu u studiu. MC hà furnitu i dati agroclimatichi per u scenariu attuale. JAE hà realizatu i calculi per scenari futuri. JAE è DR hà scrittu a parte principale di u manuscrittu. JE hà furnitu infurmazioni nantu à aspetti tecnichi agronomichi. JG hà gestitu u prughjettu di l'innuvazione chì hà finanziatu sta ricerca. Tutti l'autori anu rivisu u documentu è appruvatu a versione sottumessa.
Funding
U sustegnu finanziariu hè statu furnitu da u Ministeru Spagnolu di l'Agricultura, a Pesca è l'Alimentazione à traversu u Prughjettu d'Innuvazione "Adattamentu di u settore di a frutta à nocciola à u cambiamentu climaticu" (REF: MAPA-PNDR 20190020007385) è da PRIMA, un prugramma sustinutu da H2020, u Quadru di l'Unione Europea. prugramma per a ricerca è l'innuvazione (prughjettu "AdaMedOr"; numeru di cuncessione PCI2020-112113 di u Ministeru Spagnolu di a Scienza è l'Innuvazione).
Conflitti di Interesse
I autori dicianu chì a ricerca hè stata capunanzata in l'assenza di qualsiasi relazioni cummerciale o finanziarii chì puderia esse interpretatu com'è un cunflittu di interessu interessanti.
Nota di l'editore
Tutte e rivendicazioni espresse in questu articulu sò solu quelli di l'autori è ùn rapprisentanu micca necessariamente quelli di e so organizzazioni affiliate, o quelli di l'editore, l'editori è i revisori. Qualchese pruduttu chì pò esse evaluatu in questu articulu, o dichjarazione chì pò esse fattu da u so fabricatore, ùn hè micca garantitu o appruvatu da l'editore.
Acknowledgments
Ringraziemu tutti i membri di u Gruppu Operativu Spagnolu "Adaptation of stone fruit sector to climate change" (FECOAM, FECOAV, ANECOOP, Frutaria, Basol Fruits, Fundación Universidad-Empresa de la Región de Murcia, Fundación Cajamar) per a so preziosa cuntribuzione à u sviluppu di u prugettu. Ringraziemu l'AEMET per i dati dispunibuli nantu à a so pagina web (http://www.aemet.es/es/serviciosclimaticos/cambio_climat/datos_diarios).
Material Supplementary
U materiale supplementariu per questu articulu pò esse truvatu in ligna à: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.842628/full#supplementary-material
Figura Supplemental 1 | Correlazione trà e porzioni accumulate medie è unità di chill per u scenariu attuale in tutte e stazioni meteorologiche.
Figura Supplemental 2 | Correlazione trà u GDH mediu accumulatu per i mudelli Anderson è Richardson per u scenariu attuale in tutte e stazioni meteorologiche.
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Segni: Prunus, frutti di petra, adattazione, accumulazione di chill, fenologia, risicu di gelo, scelta varietale, metrica agroclimatica
Citation: Egea JA, Caro M, García-Brunton J, Gambín J, Egea J è Ruiz D (2022) Agroclimatic Metrics for the Main Stone Fruit Producing Areas in Spain in Current and Future Climate Change Scenarios: Implications From an Adaptive Point of View. Fronte. Plant Sci. 13: 842628. doi: 10.3389/fpls.2022.842628
Received: 23 dicembre 2021; Accettate: 02 di maghju di u 2022;
Publicatu: 08 June 2022.
A cura di:Hisayo Yamane, Università di Kyoto, Giappone
Revu da:Liang Guo, Northwest A&F University, Cina
Kirti Rajagopalan, Washington State University, Stati Uniti
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