Climate change and risks of winter damage to agricultural perennial crops in Eastern Canada Gilles Bélanger, Philippe Rochette, Andy Bootsma, Yves Castonguay.

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1 Climate change and risks of winter damage to agricultural perennial crops in Eastern Canada Gilles Bélanger, Philippe Rochette, Andy Bootsma, Yves Castonguay et Danielle Mongrain Gilles Bélanger, Philippe Rochette, Andy Bootsma, Yves Castonguay et Danielle Mongrain Sainte-Foy, Ottawa Agriculture and Agri-Food Canada Agriculture et Agroalimentaire Canada Changements climatiques et les risques de dommages hivernaux aux cultures agricoles pérennes dans l'est du Canada

2 In Eastern Canada… äAgricultural perennial crops: 2.1 million hectares Dans lest du Canada... ä äCultures agricoles pérennes: 2,1 millions dhectares

3 Cultures pérennes Perennial crops Forage crops (legumes, grasses) Winter cereal (wheat) Small fruits (strawberries, bleuberries) Fruit trees (apple, grapevines) Forage crops (legumes, grasses) Winter cereal (wheat) Small fruits (strawberries, bleuberries) Fruit trees (apple, grapevines) Plantes fourragères (légumineuses, graminées) Céréales dhiver (blé) Petits fruits (fraises, bleuets) Arbres fruitiers (pommier, vigne)

4 400 000 apple trees killed during the 1980–1981 winter in Eastern Canada Ice storm of 1998 Yearly compensation in Quebec for forage crops (1985–1999) 1.2M$ 400 000 pommiers morts durant lhiver 1980–1981 dans lest du Canada Tempête de verglas de 1998 Indemnité annuelle de 1,2M$ pour les cultures fourragères au Québec (1985–1999) Lhiver et les cultures pérennes Winter and perennial crops Lhiver et les cultures pérennes Winter and perennial crops

5 Changements climatiques dans lest du Canada–Hiver Climate change in Eastern Canada–Winter Changements climatiques dans lest du Canada–Hiver Climate change in Eastern Canada–Winter Température maximale (nov. à avr.) Maximum temperature (Nov. to Apr.) Température minimale (nov. à avr.) Minimum temperature (Nov. to Apr.) e e Chutes de neige Snowfall +4.0°C +2.6°C –32%

6 Prédire leffet des changements climatiques sur la survie à lhiver des cultures agricoles pérennes dans lest du Canada To predict the effect of climate change on the winter survival of agricultural perennial plants in Eastern Canada To predict the effect of climate change on the winter survival of agricultural perennial plants in Eastern Canada

7 Plan/Outline ã Approach ã Climatic data ã Forage crops ã Fruit trees ã Conclusions ã Approach ã Climatic data ã Forage crops ã Fruit trees ã Conclusions ã ã Approche ã ã Données climatiques ã ã Plantes fourragères ã ã Arbres fruitiers ã ã Conclusions ã ã Approche ã ã Données climatiques ã ã Plantes fourragères ã ã Arbres fruitiers ã ã Conclusions

8 Approche/Approach Ê ÊIndices climatiques exprimant lintensité des causes de dommage Ë ËComparer les indices pour les conditions courantes et futures Ê ÊClimatic indices expressing the intensity of the causes of damage Ë ËCompare indices for current and future conditions

9 Données climatiques/Climatic data ä69 stations climatiques dans lest du Canada äModèle canadien de circulation générale ä1961-90 2010-39 et 2040-69 ä69 climatic stations in Eastern Canada äCanadian General Circulation Model ä1961-90 2010-39 and 2040-69 ä69 stations climatiques dans lest du Canada äModèle canadien de circulation générale ä1961-90 2010-39 et 2040-69 ä69 climatic stations in Eastern Canada äCanadian General Circulation Model ä1961-90 2010-39 and 2040-69

10 Stations climatiques/Climatic stations

11 Hiver–Plantes fourragères Winter–Forage plants Automne: Endurcissement Fall: Hardening degrés-froid dendurcissement (T < 5°C) cold degree-days (T < 5°C) Hiver/Winter protection par la neige snow cover protection perte dendurcissement (T > 0°C) loss of hardiness (T > 0°C) pluie/rain

12 1961-90 2010-39 2040-69 Moins de degrés-froid endurcissement inadéquat Less cold degree-days inadequate hardening Automne–Plantes fourragères Fall–Forage plants Automne–Plantes fourragères Fall–Forage plants Sud ON South ON –29% Nord/North –28% Sud QC South QC –29% –14% Maritimes –13% Est QC East QC

13 Plus de degrés-jours perte dendurcissement More degree-days loss of hardening Sud ON South ON +149% Nord/North +154% Sud QC South QC +164% Est QC East QC +242% Maritimes +112% 1961-90 2010-39 2040-69 Hiver–Plantes fourragères Winter–Forage plants Hiver–Plantes fourragères Winter–Forage plants

14 Plus de pluie dommage par la glace More rain ice damage 1961-90 2010-39 2040-69 Hiver–Plantes fourragères Winter–Forage plants Hiver–Plantes fourragères Winter–Forage plants Sud ON South ON –18% Nord/North +78% Sud QC South QC +31% Est QC East QC +51% Maritimes +28%

15 Moins de neige protection inadéquate Less snow inadequate protection 1961-90 2010-39 2040-69 Hiver–Plantes fourragères Winter–Forage plants Hiver–Plantes fourragères Winter–Forage plants Sud ON South ON +2% Nord/North +17% Sud QC South QC +31% Est QC East QC +51% Maritimes +28%

16 Hiver–Arbres fruitiers Winter–Fruit trees Automne: Endurcissement Fall: Hardening photopériode au premier gel/daylength at first fall frost Hiver/Winter température minimale annuelle annual minimum temperature perte dendurcissement (T > 0°C) loss of hardiness (T > 0°C) Printemps: Débourrement/Spring: Budbreak gel des bourgeons floraux/frost damage to floral buds

17 Photopériode courte meilleur endurcissement Short daylength better hardening 1961-90 2010-39 2040-69 Automne–Arbres fruitiers Fall–Fruit trees Automne–Arbres fruitiers Fall–Fruit trees Sud ON South ON –0.8h Sud QC South QC Maritimes Nord/North –0.8h –1.0h

18 Plus de degrés-jours perte dendurcissement More degree-days loss of hardening 1961-90 2010-39 2040-69 Sud ON South ON +57% Sud QC South QC Maritimes Nord/North +198% +91% +154% Hiver–Arbres fruitiers Winter–Fruit trees Hiver–Arbres fruitiers Winter–Fruit trees

19 Températures minimales plus douces moins stress Warmer minimum temperatures less stress 1961-90 2010-39 2040-69 Hiver–Arbres fruitiers Winter–Fruit trees Hiver–Arbres fruitiers Winter–Fruit trees Sud ON South ON +6.3°C Sud QC South QC Maritimes Nord/North +5.3°C +3.3°C +5.8°C

20 Plus de degrés-jours risque de gel des bourgeons More degree-days risk of frost damage to buds 1961-90 2010-39 2040-69 Printemps–Arbres fruitiers Spring–Fruit trees Printemps–Arbres fruitiers Spring–Fruit trees Sud ON South ON +57% Sud QC South QC Maritimes Nord/North +10% +13% –35%

21 Conclusions Protection par la neige/Snow protection Risques de dommage Risks of damage Glace/Ice Endurcissement Hardening Endurcissement Hardening Dégels hivernaux/Winter thaws

22 Stress dû au froid Cold stress Stress dû au froid Cold stress Risques de dommage Risks of damage Gel printanier Spring frost Gel printanier Spring frost Endurcissement Hardening Endurcissement Hardening Dégels hivernaux Winter thaws Dégels hivernaux Winter thaws Risques de dommage Risks of damage Conclusions

23 Adaptations Improved or modified management practices Improved or better adapted species/cultivars Improved predictive capability of risks Farm risk management Pratiques de gestion améliorées ou modifiées Espèces/cultivars améliorés ou mieux adaptés Meilleure capacité prédictive du risque Gestion du risque à la ferme

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