香格里拉地區(qū)釀酒葡萄生長區(qū)域氣象因子的分析

高萌 張?zhí)祉? 何霞紅 段美英 魯紹坤

摘要

環(huán)境因素直接影響著葡萄的生長和品質(zhì)，利用自動氣象觀測儀監(jiān)測氣象數(shù)據(jù)來研究香格里拉地區(qū)這種低緯度、高海拔的特殊地理環(huán)境的氣象因子，初步分析了位于金沙江沿岸與瀾滄江沿岸不同海拔、不同經(jīng)緯度的6個氣象站主要氣象因子的變化規(guī)律，分別分析葡萄開花期（5月上旬～6月上旬）、轉(zhuǎn)色期（7月上旬～9月上旬）、采摘期（9月中旬～11月中旬）的各種氣象因子的變化規(guī)律；此外還利用USB4000 Fiber Optic Spectrometer采集分析了香格里拉地區(qū)太陽光譜的分布規(guī)律。結(jié)果顯示，香格里拉地區(qū)降雨量普遍較少，總輻射、紫外線輻射普遍較大，溫差變化比較顯著，相對濕度變化較小；太陽光中各種光譜分布規(guī)律基本一致，太陽光強度隨海拔升高不斷升高。

關(guān)鍵詞 葡萄；光譜分析；生長區(qū)域；氣象因子；香格里拉地區(qū)

中圖分類號 S663.1 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）26-09078-03

Analysis on the Meteorological Factors in the Wine Grape Growing Region of Shangri-La Area

GAO Meng， LU Shao-kun et al

（College of Engineering and Technology， Yunnan Agricultural University， Kunming， Yunnan .650000； College of Science and Information Engineering， Yunnan Agricultural University， Kunming， Yunnan 650000）

Abstract Environmental factors directly affect the growth and quality of grape. The meteorological data is collected and monitored by automatic weather observation instruments to study the meteorological factors in latitude and high altitude particular terrain environment of Shangri-La region. Meanwhile， this paper does a preliminary analysis of the correlation of key meteorological factors of 8 meteorological stations in different altitude， latitude and longitude along the Jinsha River and Lantsang River. According to the rule of the variation of meteorological elements， the change laws of various meteorological factors of wine grape are analyzed respectively in the period of flowering （early May to early June）， discoloring （early July to early September）， and picking （in the middle of the middle of September to November）. In particular， USB4000 Fiber Optic Spectrometer is used by collecting and analyzing the distribution of the solar spectrum in Shangri-La area. It is found that， Shangri-La area has less rainfall， bigger total radiation and ultraviolet radiation， significant temperature changes， smaller relative humidity changes， almost identical various spectral distribution regularity in the sun， and increasing sunlight intensity with altitude rising.

Key words Grapes； Spectral analysis； Growth region； Meteorological factors； Shangri-La region

光、溫、水等多種氣象因子及土壤、栽培技術(shù)對釀酒葡萄的生長發(fā)育有較大的影響，云南香格里拉地區(qū)之所以形成優(yōu)良的品種和品質(zhì)上乘的葡萄酒風格，環(huán)境因素起到?jīng)Q定作用^[1-2]。已有研究得出海拔高度與多種氣象因子關(guān)系密切，甚至對部分氣象因子起決定性作用^[3]。由于云南以山地為主，海拔高度跨度較大。針對云南香格里拉釀酒葡萄種植區(qū)特有的氣象、地理條件開展的研究較少。筆者通過對比分析云南省香格里拉釀酒葡萄種植區(qū)6個氣象站的觀測數(shù)據(jù)，初步獲得該種植區(qū)海拔高度與主要氣象因子的關(guān)系，為開展不同海拔高度釀酒葡萄種植區(qū)域的生態(tài)條件和釀酒葡萄品質(zhì)特性研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)采集設(shè)備

該研究使用自動環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)對試驗

〖LL〗

點氣象數(shù)據(jù)進行自動采集^[4]，其采樣指標包括日均溫度、日均濕度、總降雨量、總?cè)照諘r數(shù)、總輻射量、總紫外輻射量等指標。系統(tǒng)每10 min采樣一條數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。光譜數(shù)據(jù)通過利用USB4000 Fiber Optic Spectrometer采集獲得，該系統(tǒng)可采集190～1 100 nm范圍內(nèi)的光譜數(shù)據(jù)^[5]。

1.2 試驗點

該研究的6個試驗點位于中國云南香格里拉地區(qū)，地處金沙江與瀾滄江的峽谷地帶，海拔高度和經(jīng)、緯度均不相同，海拔最低1 886.5 m，海拔最高2 588.7 m，6個試驗點的最大海拔高度差達702.2 m（表1）。

1.3 研究方法

利用自動環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)采集海拔高度迥然不同的6個試驗點釀酒葡萄的開花期、轉(zhuǎn)色期、成熟期內(nèi)前

后15 d氣象環(huán)境數(shù)據(jù)，運用Excel表格進行相關(guān)曲線繪制并進行對比分析。計算各個試驗站點的日均溫度、日均濕度、總?cè)照諘r數(shù)、總降雨量、總輻射量、總紫外輻射量，并分析在不同海拔高度下各個指標的變化規(guī)律。

2 結(jié)果與分析

2.1 光譜分析

不同波長光的物理性質(zhì)、光化學反應(yīng)以及對作物生長發(fā)育的影響不同^[6]。不同波段的光譜對作物的影響各不相同。目前有關(guān)光質(zhì)對植物作用的研究，缺乏在自然環(huán)境中對系列光波光質(zhì)的整體觀測^[7-8]。在此通過6個不同海拔高度梯度，在保持影響果實品質(zhì)的其他生態(tài)因子相對一致的同一個時間段的前提下，觀測了不同海拔高度下光譜的分布狀況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)（圖1），不同顏色的光分布規(guī)律基本

上是相同的光的強度變化與高度的變化；海拔越高，光譜強度越大。

2.2 氣象因子分析

溫度對釀酒葡萄適宜生長區(qū)間的影響是至關(guān)重要的。降雨量對釀酒葡萄適宜生長區(qū)間的影響緊隨其后；再次濕度對作物生長的影響也不可忽略；最后葡萄是喜光植物，其生長過程中光必不可少。于溫度、濕度而言，葡萄生長各個時期所需的溫度不同；降雨量、日照時數(shù)、太陽全輻射以及紫外線輻射等指標的多少、大小在各個階段的作用是不明顯的，因此需要測量這些指標在葡萄整個生長過程中各個指標總和的情況。

2.2.1

溫度、濕度的變化規(guī)律。不同類型品種對溫度的要求

各不相同。歐洲葡萄，喜好高溫，適合在冷涼的冬季、干燥的夏季的環(huán)境區(qū)域生長^[9]；美洲葡萄，能夠忍耐炎熱的夏天和寒冷的冬天，栽培范圍較廣；東亞葡萄，一部分品種能夠適宜在炎熱的夏天，一部分品種適宜在寒冷的冬天。不同生長期內(nèi)，葡萄生長所需的溫度各不相同，開花期內(nèi)需要大于15 ℃（低于14 ℃，授粉受精不良），轉(zhuǎn)色期溫度不低于20 ℃，成熟期溫度不低于17 ℃。

從6個試驗站釀酒葡萄生長過程中開花期、轉(zhuǎn)色期、成熟期15 d的日均溫度、日均濕度的變化規(guī)律（圖2）橫向來看，開花期內(nèi)，各個試驗點的日均溫度均分布在16～25 ℃，滿足葡萄開花所需溫度，且隨著海拔高度的不斷升高，葡萄開花所需要的溫度越高；由于泥通與茨中2個試驗點瀕臨瀾滄江，空氣濕度略高；盡管瓦卡與達日2個試驗點位于金沙江畔，但由于這2個地方處于峽谷地帶，常年高溫暴曬，故其濕度略微偏低，布村和阿東濕度適中。轉(zhuǎn)色期內(nèi)，溫度介于15～30 ℃，且海拔越高，轉(zhuǎn)色期溫度越低；轉(zhuǎn)色期內(nèi)海拔越高，濕度越大。成熟期內(nèi)，海拔越高，溫度越高，濕度越低。縱向來看，由開花期到轉(zhuǎn)色期再到成熟期，葡萄生長所需溫度先由低到高，再由高到低，即轉(zhuǎn)色期內(nèi)所需溫度最高；整個生長過程中海拔越高，葡萄生長所需的溫度越高；整個生長過程中，各個試驗點濕度均處于30%以上，基本穩(wěn)定；海拔越低，濕度基本越大。

2.2.2

日照時數(shù)、降雨量、太陽輻射的變化規(guī)律。葡萄是喜光植物，光照時數(shù)長短對葡萄各個方面均有很大影響。一般要求年日照時數(shù)要在1 500 h左右。葡萄耐旱性強，年降水量為350～1 200 mm的地區(qū)均能種植，且葡萄需水量因物候期不同而不同，開花期、成熟期需水較少，而轉(zhuǎn)色期需水量較多。太陽輻射對果樹的生長發(fā)育具有不可取代的影響，其輻射光譜的變化不僅影響葉片的光合作用，且對樹體生長及果

實發(fā)育產(chǎn)生重要影響。

從6個試驗點2013年4月初～9月中旬期間總降水量、平均總?cè)照諘r數(shù)、平均太陽輻射和紫外輻射（圖3）可以看出，所有試驗點的降雨量達500～600 mm，茨中除外；隨著海拔高度的增加，日照時數(shù)和太陽輻射量隨之增加，當海拔最大高度上升至2 200 m，各指標達到最大值，然后每個指標的數(shù)據(jù)開始下降，至最低海拔2 600 m時達到最小值。根據(jù)現(xiàn)有的調(diào)查和研究， 海拔高度在2 000 m左右，葡萄生長質(zhì)量等最佳，雨水量偏少，在生長期總?cè)照諘r間可能達1 250～1 500 h，平均太陽輻射（150～250 W/m2）和平均紫外線輻射（4.5～6.5 W/m2）適中，適合高品質(zhì)葡萄的種植。

3 結(jié)論與討論

（1）云南釀酒葡萄的種植已有100 余年的歷史，影響高原種植釀酒葡萄對葡萄的生長和生理特性的特定區(qū)域的氣象因子的變化規(guī)律值得深入研究。筆者選取云南香格里拉地區(qū)高山峽谷地帶不同海拔不同經(jīng)緯度的幾個試驗點，進行自然氣象因素的監(jiān)測與分析。自2013年4月初～9月中旬，橫跨部分試驗點釀酒葡萄的開花期、轉(zhuǎn)色期、成熟期整個生長過程中，日照時數(shù)在1 250～1 500 h，滿足葡萄種植所需日照時數(shù)；降雨量在500～600 mm，該地區(qū)降雨量較其他地區(qū)普遍較少；平均太陽全輻射量達150～250 W/m2，平均紫外線輻射量達4.5～6.5 W/m2；溫差變化幅度大，相對濕度基本穩(wěn)定，變化較??；太陽光譜各色光分布規(guī)律基本一致，且隨著海拔升高，光的強度逐漸增加。

（2）由于云南香格里拉釀酒葡萄種植區(qū)生態(tài)條件多樣性，行政市、縣、區(qū)、甚至鄉(xiāng)村區(qū)域內(nèi)的氣象因子變化較大，很難整體綜合分析各項氣象因子的變化規(guī)律，而通過科學分析海拔高度與氣象因子之間的關(guān)系，選取不同的海拔高度試驗點，再進行不同試驗點區(qū)域內(nèi)的葡萄生長的氣象因子的變化規(guī)律分析就變得簡單可行了，針對性較強。另外，香格里拉地區(qū)地處高原山谷地帶，葡萄種植依據(jù)當?shù)貙嶋H情況栽培，該研究主要是針對香格里拉釀酒葡萄栽培區(qū)的生態(tài)條件和影響釀酒葡萄生長期間的主要氣象因子，其變化是相對于該試驗點區(qū)域的總體水平而言。在此由于所選取6個試驗點中設(shè)備運行狀況不同，故分別采取個別試驗點對比分析。

參考文獻

[1]

李向陽，鄧建華，張曉海，等.云南煙區(qū)不同海拔高度區(qū)間烤煙氣象因子分析[J].西南農(nóng)業(yè)學報，2011，24（3）：877-881.

[2] RYAN J，REVILLA E.Anthocyanin composition of Cabernet Sauvignon and Tempranillo grapes at different stages of ripening[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2003，51（11）：3372-3378.

[3] 張根娟.云南地形、局地氣候與農(nóng)業(yè)利用關(guān)系初探[J].云南地理環(huán)境研究，1993，5（A09）：31-39.

[4] 魯紹坤，王毅，李正風，等.煙草生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[J].計算機測量與控制，2010，18（5）：990-993.

[5] 程極濟.生物光化學中的幾個問題[J].感光科學與光化學，1993，11（1）：55-61.

[6] 王建勛，高疆生，龐新安，等.塔里木灌區(qū)栽培紅地球葡萄氣候條件的分析[J].沙漠與綠洲氣象，2007，1（2）：50-52.

[7] ZHANG L，ALLEN JR L H，VAUGHAN M M，et al.Solar ultraviolet radiation exclusion increases soybean internode lengths and plant height[J].Agricultural and Forest Meteorology，2014，184：170-178.

[8] NGUY-ROBERTSON A L，PENG Y，GITELSON A A，et al.Estimating green LAI in four crops：Potential of determining optimal spectral bands for a universal algorithm[J].Agricultural and Forest Meteorology，2014，192：140-148.

[9] SHELLIE K，CRAGIN J，SERPE M.Performance of Alternative European Wine Grape Cultivars in Southwestern Idaho：Cold Hardiness，Berry Maturity，and Yield[J].Hort Technology，2014，24（1）：138-147.