Starting the winter season: predicting endodormancy induction through multi-process modeling.
Démarrage de la saison hivernale : prédire l'entré en dormance par modélisation de multiples processus.
Résumé
In perennial plants, the annual phenological cycle is subdivided into successive stages whose completion will lead directly to the onset of the following one. A critical point is the transition between the apparent vegetative growth and the cryptic dormancy. To date, the initial date for chilling accumulation (DCA ) is arbitrarily set using various rules such as fixed or dynamic dates depending on environmental variables. These rules led to tremendous variability across studies and sites (from late summer until late autumn). To test the relevancy of different DCA , we used a dataset combining dormancy release dates, budburst dates and frost hardiness measurements from 50 years in various orchards across France and Spain for J. regia cv Franquette. Many of the tested DCA provided accurate results for the calibration and validation datasets (RMSEP < 10 and 8 days for endodormancy release and budburst dates, respectively). However, for frost hardiness, only the D CA provided by the DORMPHOT model provided accurate results (RMSEP < 3°C). The best D CA was thus selected using a composite index for all three processes. Testing the prediction under current and future climatic scenario showed that in, up to 25% of French territory under RCP 8.5 scenario, ecodormancy stage is likely to be delayed although temperature is increasing. Overall, less average frost damages are expected although decennial risk (i.e. return period of ten years) is likely to increase in autumn in 15% of French territory. In southern part of France, delayed dormancy induction and release would induce delayed budburst and blooming altering flower and fruit production, whereas North East and Massif Central parts of France may suffer higher frost risks from late frost acclimation. Finally, this study describes relationships between climatic variables and plant phenological processes to build metamodels predicting next century’s phenological cycles at the global scale.
Chez les plantes pérennes, le cycle phénologique annuel est subdivisé en étapes successives dont l'achèvement conduit au début de la suivante. Un point essentiel se situe au niveau de la transition entre la croissance végétative 'apparente' et la dormance 'cryptique'. À ce jour, la date initiale d'accumulation de froid (DCA) est fixée arbitrairement à l'aide de diverses règles telles que des dates fixes ou dynamiques en fonction de variables environnementales. Ces différents formalismes entraînent une énorme variabilité entre études et sites (dates comprises entre la fin de l'été et la fin de l'automne). Pour tester la pertinence de ces différentes régèles régissant le début de l'accumulation de froid, nous avons utilisé un ensemble de données combinant des dates de levée d'endodormance, de débourrement et des mesures de résistance au gel sur 50 ans dans différents vergers de France et d'Espagne pour le noyer J. regia de la variété Franquette. Un grand nombre des règles testées ont fourni des résultats précis pour les données de calibration et de validation (RMSEP < 10 et 8 jours pour les dates de levée d'endodormance et de débourrement, respectivement). Cependant, pour la résistance au gel, seul les DCA fournies par le modèle DORMPHOT a fourni des résultats précis (RMSEP < 3°C). La meilleure DCA a donc été sélectionné à l'aide d'un indice composite pour les trois processus. Les prévisions dans le cadre de scénarii climatique actuel et futur montrent que, sur 25 % du territoire français dans le cadre du scénario RCP 8.5, le stade d'écodormance risque d'être retardé bien que la température augmente. Dans l'ensemble, on s'attend à une diminution des dommages moyens dus au gel, bien que le risque décennal (c'est-à-dire la période de retour de dix ans) soit susceptible d'augmenter à l'automne sur 15 % du territoire français. Dans le sud de la France, une entrée et une levée d'endodormance plus tardives induiraient un débourrement et une floraison retardés altérant la production de fleurs et de fruits, tandis que le nord-est et le Massif central de la France pourraient souffrir de risques de gel plus élevés en raison d'une acclimatation tardive au gel. Enfin, cette étude décrit les relations entre les variables climatiques et les processus phénologiques des plantes afin de construire des métamodèles prédisant les cycles phénologiques du siècle prochain à l'échelle mondiale.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)