基于主導(dǎo)因子法的北方釀酒葡萄氣候適宜性區(qū)劃研究

基于主導(dǎo)因子法的北方釀酒葡萄氣候適宜性區(qū)劃研究

葡萄酒的質(zhì)量對(duì)葡萄酒的質(zhì)量起著決定性的作用。只有在最合適的原材料中才能生產(chǎn)最佳葡萄酒，從而決定生態(tài)條件對(duì)原料的質(zhì)量起著決定性作用。只有在良好的生態(tài)條件下，葡萄糖原料才能表現(xiàn)出平衡的良好品質(zhì)，如糖和酸的平衡，以及充分的味道。這是葡萄育種和栽培專家的共識(shí)。因此,世界葡萄酒生產(chǎn)大國(guó)都很重視釀酒葡萄種植的生態(tài)區(qū)劃和優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄生態(tài)條件的研究工作。生態(tài)條件主要包括氣候和土壤兩個(gè)方面,其中氣候條件是極為重要的,在生態(tài)因子中起主導(dǎo)作用;而土壤條件對(duì)葡萄酒品質(zhì)形成也有重要作用,葡萄酒中高雅典型的細(xì)膩度和特殊香味是特殊土壤條件給予的,土壤對(duì)酒質(zhì)的特異性確實(shí)起著不可忽視的作用。近年來(lái)應(yīng)釀酒葡萄產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展需要,國(guó)內(nèi)一些研究者針對(duì)不同區(qū)域先后提出過(guò)釀酒葡萄生態(tài)區(qū)劃方案[2,3,4,5,6,7,8,9,10,11],根據(jù)氣候相似或生態(tài)環(huán)境相似理論,分析釀酒葡萄的氣候背景下的品種分區(qū)和不同氣候背景下釀酒葡萄氣候適宜性。受區(qū)域氣候條件的影響,所選擇的區(qū)劃方案、指標(biāo)、方法差異較大,區(qū)劃結(jié)果也不盡相同。確定適宜釀酒葡萄氣候區(qū)劃指標(biāo),尤其在氣候分區(qū)指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)上還主要沿用國(guó)外的一些指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)。為此,筆者在參考世界主要葡萄生產(chǎn)國(guó)和國(guó)內(nèi)學(xué)者提出的區(qū)劃指標(biāo)基礎(chǔ)上,結(jié)合張曉煜等2004-2006年釀酒葡萄與氣象條件關(guān)系分析結(jié)果,以釀酒葡萄生產(chǎn)規(guī)模最大、生產(chǎn)基地最集中的中國(guó)北方為研究對(duì)象,擬確定能更好反映中國(guó)北方各產(chǎn)區(qū)中晚熟釀酒葡萄品質(zhì)的氣候區(qū)劃指標(biāo),在此基礎(chǔ)上對(duì)中國(guó)北方釀酒葡萄進(jìn)行氣候適宜性分區(qū)。根據(jù)分區(qū)結(jié)果,提出各區(qū)域釀酒葡萄發(fā)展的限制條件和生產(chǎn)建議,為今后中國(guó)釀酒葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和生產(chǎn)規(guī)劃提供理論參考。1學(xué)習(xí)方法1.1地面氣候區(qū)劃中國(guó)北方是根據(jù)地理劃分,以秦嶺-淮河一線作為南北方分界線,區(qū)域包括黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、北京、天津、河北、河南(信陽(yáng)雖在淮河以南但仍劃為北方)、山西、山東、陜西的關(guān)中和陜北、寧夏、甘肅、青海、新疆、江蘇和安徽的淮河以北地區(qū)(即淮海地區(qū):包括徐州、連云港、宿遷、淮安、鹽城、宿州、淮北、蚌埠、亳州、阜陽(yáng)、淮南,鹽城、蚌埠等),收集中國(guó)北方183個(gè)氣象臺(tái)站連續(xù)30年(1971-2000)的地面氣候資料進(jìn)行整理,通過(guò)計(jì)算獲得全年≥10℃活動(dòng)積溫(∑Ty)、最冷月1月平均氣溫(T1)、7～8月水熱系數(shù)K7～8(K=10P/∑T,P為降水量,T為階段積溫)、7～9月≥10℃活動(dòng)積溫(∑T7～9)等釀酒葡萄氣候區(qū)劃指標(biāo)。1.2釀酒葡萄栽培的限制因子氣候指標(biāo)的選擇是進(jìn)行合理區(qū)劃的關(guān)鍵,國(guó)內(nèi)外釀酒葡萄氣候區(qū)劃采用的指標(biāo)主要有:布氏光熱指數(shù)、于氏指數(shù)、康氏指數(shù)、緯度溫度指數(shù)、生長(zhǎng)季有效積溫或活動(dòng)積溫,最熱月平均氣溫、成熟期水熱系數(shù)、成熟期晝夜溫差、成熟期的降水量、≥10℃活動(dòng)積溫持續(xù)的天數(shù)、年平均溫度和日光能系數(shù)等。這些指標(biāo)主要集中在熱量、降水、氣溫日較差、光照時(shí)間上。考慮到中國(guó)北方光照資源豐富,4～9月日照時(shí)數(shù)普遍大于1250小時(shí),光照不是釀酒葡萄栽培的限制因子。溫度日較差對(duì)釀酒的糖份積累重要作用。據(jù)研究,隨氣溫日較差的增大,釀酒葡萄糖份含量增加,中國(guó)北方4～9月氣溫日較差普遍大于10℃,完全能滿足優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄生產(chǎn)所需要的溫差。因此,氣溫日較差也不是釀酒葡萄栽培的限制因子。熱量和降水是釀酒葡萄栽培的主導(dǎo)因子,最熱月平均氣溫、高溫持續(xù)天數(shù)、光熱指數(shù)等與熱量和降水量有交互作用,北方主要釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)葡萄采樣化驗(yàn)研究結(jié)果表明:果實(shí)膨大～成熟期(7～9月)是影響釀酒葡萄品質(zhì)的關(guān)鍵時(shí)期;7～8月水熱系數(shù)、7～9月≥10℃積溫對(duì)釀酒葡萄品質(zhì)影響最大,因此,將7～8月水熱系數(shù)作為一級(jí)區(qū)劃指標(biāo),將7～9月≥10℃有效積溫作為二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行中國(guó)北方釀酒葡萄氣候適宜性區(qū)劃?？紤]到熱量過(guò)高或水熱系數(shù)過(guò)低也導(dǎo)致釀酒葡萄的糖分積累過(guò)高、糖酸比不能很好地協(xié)調(diào),致使葡萄酒品質(zhì)下降,參照國(guó)內(nèi)區(qū)劃指標(biāo),將滿足一、二級(jí)區(qū)劃指標(biāo)條件的,但年≥10℃活動(dòng)積溫超過(guò)4200℃·d的區(qū)域劃定為適宜區(qū);將K7～8小于0.1或1.6<K7～8≤2.5作為劃分適宜區(qū)和次適宜區(qū)的指標(biāo)之一。另外,熱量條件太差,年≥10℃活動(dòng)積溫小于2800℃·d的地區(qū),不宜種植釀酒葡萄,因此將≥10℃活動(dòng)積溫小于2800℃·d作為劃分不適宜區(qū)的指標(biāo)之一;K7～8水熱系數(shù)過(guò)大,釀酒葡萄果實(shí)總酸含量過(guò)高,糖酸比不能很好協(xié)調(diào),因此,將K7～8>2.5作為不適宜區(qū)的指標(biāo)之一。除此之外,還要考慮釀酒葡萄越冬凍害,根據(jù)國(guó)內(nèi)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),釀酒葡萄能耐受-17℃低溫,低于界限溫度的地區(qū)氣候風(fēng)險(xiǎn)加大,越冬期易發(fā)生果樹凍害,而且埋土越冬會(huì)加大成本,一般情況下,這些地區(qū)熱量條件有限,不適宜栽培釀酒葡萄,因此把一月份平均氣溫作為輔助區(qū)劃指標(biāo)。綜合以上分析,結(jié)合筆者近期研究結(jié)果,制訂了中國(guó)北方地區(qū)釀酒葡萄適宜性氣候區(qū)劃指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)(表1)。1.3主導(dǎo)因子法的計(jì)算現(xiàn)有區(qū)劃方法主要有主導(dǎo)因子法和綜合評(píng)判法[15,16,17,18,19,20],本文采用主導(dǎo)因子法,將年活動(dòng)積溫和最冷月月平均氣溫作為輔助因子,將滿足表1中最優(yōu)區(qū)、適宜區(qū)、次適宜區(qū)一、二級(jí)指標(biāo)的區(qū)域分別劃為最優(yōu)區(qū)、適宜區(qū)、次適宜區(qū);將滿足一、二級(jí)指標(biāo),但不滿足輔助指標(biāo)1的降級(jí)處理;根據(jù)生態(tài)學(xué)最小因子定律,將滿足表1中不適宜區(qū)任何一個(gè)條件的區(qū)域劃為不適宜區(qū)。2結(jié)果分析2.1適宜區(qū)、適宜區(qū)、不適宜區(qū)根據(jù)以上指標(biāo)和區(qū)劃方法,將中國(guó)北方釀酒葡萄劃分為4類區(qū)域,即最優(yōu)區(qū)、適宜區(qū)、次適宜區(qū)和不適宜區(qū)?？紤]地形和地貌影響,用MCAPS系統(tǒng)圖形分析功能,采用等值線方法將每個(gè)站點(diǎn)的氣候分區(qū)評(píng)價(jià)結(jié)果插值到面上,得到中國(guó)北方釀酒葡萄氣候區(qū)劃圖(圖1)。2.2區(qū)域評(píng)估2.2.1釀酒葡萄的一般特性包括新疆天山南北麓兩側(cè)的庫(kù)車、阿克蘇、伊寧、烏恰、喀什;甘肅河西走廊的敦煌、酒泉、張掖、武威;內(nèi)蒙古的阿拉善右旗;寧夏的銀川、中寧。該區(qū)釀酒葡萄生長(zhǎng)季熱量適中,年≥10℃活動(dòng)積溫2890～4150℃·d,≥10℃生長(zhǎng)期為172～212d,7～9月份積溫1660～2130℃·d,一般中晚熟釀酒品種均可以充分成熟。光照充分,晝夜溫差大,葡萄成熟期降水量少,7～8月水熱系數(shù)0.1～0.67,有利于糖份積累。釀酒葡萄病蟲害發(fā)生輕,果實(shí)農(nóng)藥污染少,是理想的優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄氣候生態(tài)區(qū)。由于這些地區(qū)年降水量小于300mm,需要有良好的灌溉條件以保證釀酒葡萄生產(chǎn)。2.2.2夜切果酒的灌溉主要包括甘肅蘭州、白銀、武都;寧夏鹽池,山西的忻水、離石、太原、介休;河北的張家口;河南的盧氏。該區(qū)的年≥10℃活動(dòng)積溫3000～3950℃·d,7～9月份積溫1740～2260℃·d,晝夜溫差較大。第二類是蘭州、鹽池、忻水太原、張家口等地,年≥10℃C積溫3000～4000℃·d,熱量充足,光照條件好,晝夜溫差大,年降水量250～450mm,果實(shí)成熟期降水量少,生產(chǎn)的釀酒葡萄品質(zhì)較好,適宜發(fā)展,種植釀酒葡萄需要補(bǔ)充灌溉。另外,新疆的庫(kù)爾勒、巴楚、若羌、莎車7～8月水熱系數(shù)0.1～0.3,7～9月份活動(dòng)積溫1660～2260℃·d,均滿足優(yōu)質(zhì)區(qū)指標(biāo)條件,但這些地區(qū)年≥10℃積溫均超過(guò)4200℃·d,因此這些地區(qū)被劃為適宜區(qū)。年降水量小于200mm,光照充足,晝夜溫差大,果實(shí)成熟期的水熱系數(shù)小于0.1,適合晚熟品種栽培,這些地區(qū)發(fā)展釀酒葡萄需要良好的灌溉條件。2.2.3釀酒葡萄的水熱系數(shù)對(duì)葡萄酒品質(zhì)的影響主要包括新疆的吐魯番、和田、且末;陜西的寶雞、西安、渭南;山西的臨汾、運(yùn)城;北京、天津、河北的邯鄲、保定、滄州、衡水、邢臺(tái);山東的德州、煙臺(tái)、聊城、濟(jì)南、泰安、濰坊、青島、荷澤、濟(jì)寧;河南的信陽(yáng)、商丘、駐馬店、固始、鄭州、許昌、孟津、安陽(yáng)、新鄉(xiāng)等。與適宜區(qū)氣候條件不同的是:該區(qū)7～8月水熱系數(shù)較高或太低,如新疆的吐魯番等地年降水量小于100mm,晝夜溫差大,果實(shí)成熟期的水熱系數(shù)小于0.1,但該區(qū)過(guò)高的溫度和晝夜溫差太大導(dǎo)致釀酒葡萄的糖分積累過(guò)多,糖酸比偏高,致使葡萄酒品質(zhì)下降。陜西和華北地區(qū)7～8月水熱系數(shù)為1.6～2.5,只能生產(chǎn)中度質(zhì)量的釀酒葡萄。這里生產(chǎn)的釀酒葡萄果實(shí)含酸量高,含糖量偏低,糖酸比不能很好協(xié)調(diào),尤其是多雨年份,生產(chǎn)的釀酒原料質(zhì)量差于西北地區(qū)。而且因降水量大,易感染葡萄灰霉、霜霉等病害,造成產(chǎn)量損失,果實(shí)品質(zhì)下降。但這里天然降水基本能滿足葡萄生長(zhǎng),淺埋土就可保障釀酒葡萄越冬,生產(chǎn)成本低,可以大面積發(fā)展釀酒葡萄。2.2.4夏季最冷溫度低主要包括新疆北部、東北三省、內(nèi)蒙古大部分地區(qū)、安徽、江蘇、甘南、寧夏南部山區(qū)等廣大地區(qū),年活動(dòng)積溫小于2800℃,或7～8月份水熱系數(shù)>2.5,或北部省區(qū)冬季最冷月平均氣溫低于-10℃,這些地區(qū)要么水分過(guò)多,要么熱量條件不足,要么冬季極端溫度很低,不利于釀酒葡萄正常生長(zhǎng)和果實(shí)品質(zhì)形成。在這些地區(qū)種植釀酒葡萄,氣候風(fēng)險(xiǎn)很大,冬季越冬困難,容易受到凍害、冷害和熱害的影響,而且葡萄生產(chǎn)中易受病蟲害的影響,這一帶生產(chǎn)的釀酒葡萄產(chǎn)量低,含糖或酸量太高,不宜種植釀酒葡萄。3選擇主導(dǎo)因子法的有利點(diǎn)采用主導(dǎo)因子法進(jìn)行區(qū)劃,因指標(biāo)少,氣候因子間交互作用小,區(qū)劃結(jié)果比較完整連續(xù),指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)容易確定,適合大范圍氣候區(qū)劃,被國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍采用;其缺點(diǎn)是考慮氣候因子不夠全面,忽略了其它氣候因子的作用。綜合因子法考慮的因子全面,但綜合評(píng)判結(jié)果是各類因子貢獻(xiàn)的合計(jì),往往在綜合指標(biāo)的劃分上沒(méi)有可參考的標(biāo)準(zhǔn),因此區(qū)劃結(jié)果仍然受人為因素影響,而且區(qū)劃沒(méi)有考慮生態(tài)最小因子律。鑒于此,本文選擇主導(dǎo)因子法比較有利一些。從區(qū)劃結(jié)果看,釀酒葡萄優(yōu)質(zhì)區(qū)主要集中在西北地區(qū),新疆產(chǎn)區(qū)優(yōu)質(zhì)區(qū)較集中,主要分布在伊犁河谷,天山南北麓的兩側(cè),阿克蘇、喀什一帶,這與新疆目前釀酒葡萄栽培分布基本一致,其它優(yōu)質(zhì)區(qū)分布在甘肅河西走廊的張掖、武威、酒泉、敦煌,另外還有賀蘭山東麓的銀川、中寧和內(nèi)蒙古的阿拉善右旗,這與李華、劉效義、李宏偉等的許多研究結(jié)果比較一致。而現(xiàn)在大面發(fā)展釀酒葡萄的河北、山東、天津等地,則由于釀酒葡萄成熟期降水量大,生產(chǎn)的釀酒葡萄品質(zhì)一般。從區(qū)劃結(jié)果看,雖與其他學(xué)者采用的方法和選擇指標(biāo)不盡相同,但區(qū)劃結(jié)果比較一致。因此,我們依據(jù)全國(guó)采樣和田間試驗(yàn)