呂梁山南部鄉(xiāng)寧縣釀酒葡萄種植的氣候適應(yīng)性分析*

呂愛(ài)麗，霍治國(guó)，楊建瑩

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呂梁山南部鄉(xiāng)寧縣釀酒葡萄種植的氣候適應(yīng)性分析*

呂愛(ài)麗1,2，霍治國(guó)2,3**，楊建瑩2

（1．山西省臨汾市氣象局，臨汾 041000；2．中國(guó)氣象科學(xué)研究院災(zāi)害天氣國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081；3．南京信息工程大學(xué)氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警與評(píng)估協(xié)同創(chuàng)新中心，南京 210044）

以山西呂梁山南部鄉(xiāng)寧縣為代表，基于鄉(xiāng)寧站1972?2015年的氣象觀測(cè)資料、鄉(xiāng)寧戎子酒莊有限公司2009?2015年的釀酒葡萄實(shí)驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)和相關(guān)分析等方法，分析鄉(xiāng)寧地區(qū)釀酒葡萄種植的光、熱、水等氣候條件，并通過(guò)葡萄生長(zhǎng)季的溫度、降水、日照、光熱系數(shù)以及成熟期的水熱系數(shù)等指標(biāo)，評(píng)價(jià)鄉(xiāng)寧地區(qū)釀酒葡萄種植的氣候適宜性，揭示呂梁山南部地區(qū)發(fā)展釀酒葡萄生產(chǎn)的氣候優(yōu)勢(shì)。結(jié)果表明：（1）鄉(xiāng)寧地區(qū)年無(wú)霜期平均為202.8d，≥10℃積溫平均為3498.0℃·d，最冷月低溫均值?4.4℃，極端最低氣溫?21.6℃，氣候條件十分優(yōu)越，適宜釀酒葡萄種植。（2）20世紀(jì)90年代以前，葡萄生長(zhǎng)季積溫少，可種植中、早熟釀酒葡萄品種，隨著氣候變暖，90年代以后，積溫大幅增加，滿足了種植晚熟釀酒葡萄品種的熱量條件。（3）葡萄生長(zhǎng)季光、溫、水資源及其在關(guān)鍵發(fā)育時(shí)段的分布特征總體有利于葡萄生長(zhǎng)發(fā)育和優(yōu)質(zhì)品質(zhì)的形成，但4月中旬葡萄萌芽期霜凍概率為22.7%，存在低溫災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，夏季無(wú)38℃以上高溫天氣，7、8月個(gè)別年份降水偏多，易出現(xiàn)連陰雨天氣，對(duì)葡萄糖度造成一定影響。（4）相關(guān)分析表明，葡萄糖度與葡萄成熟期光、熱因子呈正相關(guān)，與水分因子呈負(fù)相關(guān)，成熟期濕度對(duì)葡萄糖度影響極顯著。葡萄成熟前一個(gè)月（9月）平均氣溫21.9℃，降水量74.4mm，日照時(shí)數(shù)6.7h，氣溫日較差為10.6℃，水熱系數(shù)為1.5，溫度條件優(yōu)越、日照充足、早晚溫差大、降水少，具有優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄生長(zhǎng)的氣候環(huán)境。種植試驗(yàn)表明，鄉(xiāng)寧縣葡萄含糖量達(dá)到釀造高品質(zhì)葡萄酒的標(biāo)準(zhǔn)，具有經(jīng)濟(jì)栽培的價(jià)值。

釀酒葡萄；種植；氣候條件；呂梁山南部

釀酒葡萄在中國(guó)北方大部分地區(qū)均有栽培，由于各地地理環(huán)境和氣候條件不同，葡萄的生育期和品質(zhì)存在明顯差異。釀酒葡萄生產(chǎn)及品質(zhì)受多因素影響，如氣候條件、土壤、品種特性和栽培技術(shù)等，其中氣象條件對(duì)釀酒葡萄的生長(zhǎng)、發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)形成起著決定性的作用[1-2]。呂梁山南部地區(qū)，境內(nèi)山嶺重疊，溝壑縱橫，多坡地，少平川，土地貧瘠，水土流失嚴(yán)重，海拔落差大，特殊的地理環(huán)境一直制約著當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。近年來(lái)，隨著全球氣候變暖，各地不斷進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，2006年，呂梁山南部山區(qū)開(kāi)始發(fā)展釀酒葡萄種植，主栽品種有赤霞珠、品麗珠、梅鹿輒、霞多麗、馬瑟蘭、蛇龍珠、西拉等，現(xiàn)葡萄種植面積已超過(guò)330hm2。因此，研究該地區(qū)釀酒葡萄種植的氣候適宜性，合理開(kāi)發(fā)和利用區(qū)域小氣候，對(duì)葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展和農(nóng)民致富增收具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

國(guó)內(nèi)外釀酒師認(rèn)為，葡萄酒的質(zhì)量70%在葡萄，30%在釀造工藝[3]，因而葡萄的質(zhì)量是決定葡萄酒品質(zhì)的關(guān)鍵因素。由于葡萄生理生態(tài)過(guò)程、發(fā)育節(jié)律、品質(zhì)優(yōu)劣與產(chǎn)地氣候息息相關(guān)，從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，很多學(xué)者對(duì)中國(guó)釀酒葡萄種植進(jìn)行了大量研究，并根據(jù)熱量和水分等氣候條件進(jìn)行了種植區(qū)劃。在對(duì)華北地區(qū)葡萄種植區(qū)劃研究中，張磊等[4-5]從生長(zhǎng)季≥10℃活動(dòng)積溫、干燥度、最冷月平均氣溫、無(wú)霜期等因素考慮，認(rèn)為山西呂梁山、太行山等山地為不可種植區(qū)；李華等[6]基于無(wú)霜期和干燥度的種植區(qū)劃結(jié)果，認(rèn)為呂梁山南部山區(qū)屬不可種植區(qū)；張曉煜等[7]根據(jù)7?8月水熱系數(shù)、7?9月≥10℃活動(dòng)積溫，把呂梁山南部劃分為次適宜區(qū)；羅國(guó)光等[8]根據(jù)生長(zhǎng)季≥10℃活動(dòng)積溫、8?9月水熱系數(shù)對(duì)華北釀酒葡萄種植的區(qū)劃結(jié)果表明，與之相近的隰縣是華北釀酒葡萄種植的最北地區(qū)，但同時(shí)認(rèn)為部分局地小氣候優(yōu)良的地區(qū)仍可能成為優(yōu)質(zhì)葡萄酒的原料基地；李紅英等[9]采用分步區(qū)劃方法，通過(guò)極端最低氣溫、最冷月平均氣溫、生長(zhǎng)季≥10℃活動(dòng)積溫、干燥度等指標(biāo)，認(rèn)為沿太行山及呂梁山山地部分縣（市）是干紅酒葡萄最佳生態(tài)適宜區(qū)。上述研究均對(duì)華北地區(qū)葡萄種植進(jìn)行了區(qū)劃，但是由于使用區(qū)劃指標(biāo)不同，所得結(jié)論存在較大出入；加之未考慮小尺度區(qū)域氣候特征，上述研究成果在局地（如地、市）實(shí)際應(yīng)用中指導(dǎo)性較弱。

本文以呂梁山南部地區(qū)鄉(xiāng)寧縣為代表，結(jié)合鄉(xiāng)寧戎子酒莊有限公司2009?2015年的釀酒葡萄試驗(yàn)觀測(cè)資料，分析呂梁山南部地區(qū)釀酒葡萄種植的光、熱、水等氣候條件，研究氣象條件對(duì)葡萄品質(zhì)的影響，以期揭示鄉(xiāng)寧地區(qū)發(fā)展釀酒葡萄生產(chǎn)的氣候優(yōu)勢(shì)，為呂梁山南部推廣釀酒葡萄種植，提高葡萄栽培技術(shù)和生產(chǎn)管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料來(lái)源

氣象資料來(lái)源于山西省鄉(xiāng)寧縣氣象局，包括鄉(xiāng)寧站1972?2015年的溫度、降水、濕度、日照等逐日觀測(cè)資料。釀酒葡萄試驗(yàn)資料來(lái)源于鄉(xiāng)寧戎子酒莊有限公司，包括2009?2015年釀酒葡萄生長(zhǎng)發(fā)育期、糖度和受災(zāi)情況等，資料采集地點(diǎn)為鄉(xiāng)寧東熬村，海拔1302m，葡萄品種為赤霞珠。當(dāng)?shù)仄咸寻l(fā)育期平均狀況如表1所示，一般4月中旬萌芽出土，10月上旬采收結(jié)束，葡萄生育期180d左右。

表1 2009?2015年呂梁山南部鄉(xiāng)寧地區(qū)葡萄發(fā)育期觀測(cè)結(jié)果

Note:E- is the first ten-day of a month；M- is the middle ten-day of a month；L- is the last ten-day of a month.

1.2 研究方法

1.2.1 氣候適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

氣候指標(biāo)的選取是分析葡萄種植氣候適宜性和葡萄優(yōu)良品質(zhì)形成的關(guān)鍵，綜合國(guó)內(nèi)釀酒葡萄多年研究成果[4-11]，葡萄種植氣候適宜性研究首先考慮葡萄可種植性，即葡萄能否安全越冬和正常生長(zhǎng)成熟，其中，能否安全越冬主要取決于冬季極端最低氣溫和最冷月平均氣溫，能否正常成熟取決于低溫持續(xù)時(shí)間和葡萄生長(zhǎng)季的熱量條件，因此，葡萄可種植性選取指標(biāo)為≥10℃積溫、無(wú)霜期、最冷月平均氣溫和冬季極端最低氣溫；其次是葡萄生長(zhǎng)氣候適宜性，即影響葡萄正常生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)形成的氣象因子，其中，葡萄正常生長(zhǎng)與生長(zhǎng)季的氣候條件有關(guān)，葡萄品質(zhì)形成取決于成熟期氣象條件，因此，葡萄生長(zhǎng)氣候適宜性指標(biāo)選取葡萄生長(zhǎng)季氣溫、降水、日照，最熱月平均氣溫和極端最高氣溫，生長(zhǎng)季和成熟期（8?9月）水熱系數(shù)，成熟期濕度、≥10℃積溫、氣溫日較差等。

1.2.2 水熱系數(shù)計(jì)算

水熱系數(shù)[12]（K）反映葡萄生長(zhǎng)期水分與熱量條件的配合程度。其計(jì)算式為

K=ΣP/ΣT×10 （1）

式中，ΣP為葡萄生長(zhǎng)季溫度≥10℃期間的降水總量（mm），ΣT為該時(shí)段≥10℃的活動(dòng)積溫（℃·d）。

1.2.3 光熱系數(shù)計(jì)算

光熱系數(shù)[13]（I）反映葡萄生長(zhǎng)期熱量和光照的組合情況。其計(jì)算式為

I=ΣTE·ΣH×10?6（2）

式中，ΣTE為葡萄生長(zhǎng)季日平均氣溫≥10℃期間的有效積溫（℃·d），ΣH為該時(shí)期逐日日照時(shí)數(shù)之和（h）。

2 結(jié)果與分析

2.1 鄉(xiāng)寧縣種植釀酒葡萄的氣候可行性分析

葡萄適宜栽培區(qū)溫度條件基本要求為：最冷月平均氣溫≥?15℃，極端最低氣溫≥?35℃，極端最低氣溫＜?15℃的地區(qū)，需埋土越冬；葡萄正常成熟的氣象條件為：無(wú)霜期≥150d，生育期≥10℃的活動(dòng)積溫≥2500℃·d[4]。

最冷月平均氣溫和冬季極端最低氣溫是決定葡萄能否安全越冬的主要限制因素。由圖1可見(jiàn)，鄉(xiāng)寧最冷月（1月）的平均氣溫為?4.4℃，最低為?8.4℃，年極端最低氣溫大部分出現(xiàn)在1月，少數(shù)出現(xiàn)在12月，其中2000年12月極端最低氣溫最低，為?21.6℃，最冷月氣溫和極端最低氣溫均高于葡萄栽培條件；極端最低氣溫低于?15℃時(shí)，通過(guò)埋土可使葡萄安全越冬。

無(wú)霜期能很好地反映一個(gè)地區(qū)葡萄能否安全越冬以及能否正常生長(zhǎng)成熟。由表2可見(jiàn)，鄉(xiāng)寧春季終霜日最早出現(xiàn)在3月21日（1973年、2014年），最晚出現(xiàn)在5月3日（1981年），平均為4月7日，主要集中在3月下旬?4月中旬；秋季初霜日最早出現(xiàn)在10月2日（2004年），最晚出現(xiàn)在11月30日（2000年），平均為10月27日，主要集中在10月下旬?11月上旬。無(wú)霜期最長(zhǎng)為234d（2000年），最短為159d（1981年）平均為202d，其中1972?2015年無(wú)霜期小于180d的有4a，遠(yuǎn)大于葡萄所需150d的最低標(biāo)準(zhǔn)，可滿足葡萄栽培要求。

積溫是決定釀酒葡萄能否正常成熟、葡萄品質(zhì)優(yōu)劣的主要?dú)夂蛞蜃?。由?可知，1972?2015年溫度穩(wěn)定通過(guò)10℃初日，最早出現(xiàn)在3月23日，最晚出現(xiàn)在5月8日，平均出現(xiàn)日期為4月15日；終日最早出現(xiàn)在9月25日，最晚在10月31日，平均出現(xiàn)日期為10月13日；氣溫≥10℃的日數(shù)平均為182.6d·a?1，最長(zhǎng)為1998年的205.0d，最短為2003年的160.0d。鄉(xiāng)寧1972?2015年≥10℃積溫平均為3498.0℃·d，最多為3912.3℃·d（1998年），最少為3086.1℃·d（1977年），大于葡萄種植所需積溫要求，可滿足葡萄正常生長(zhǎng)。

圖1 1972?2015年鄉(xiāng)寧最冷月（1月）平均氣溫和年極端最低氣溫的年際變化

表2 鄉(xiāng)寧1972?2015年無(wú)霜期起止日期（月?日）及持續(xù)天數(shù)

表3 1972?2015年鄉(xiāng)寧日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)10℃日及其積溫（ΣT）統(tǒng)計(jì)

張磊等[4-5]對(duì)中國(guó)北方地區(qū)葡萄區(qū)劃的研究認(rèn)為，不同品種葡萄≥10℃的適宜積溫為：早熟品種2800～3100℃·d，中熟品種3100～3500℃·d，晚熟品種3500～3700℃·d，其中晚熟品種赤霞珠適宜積溫為3300～3700℃·d。如圖2所示，1972?2015年鄉(xiāng)寧年平均氣溫和≥10℃積溫均呈明顯增加趨勢(shì)，增速分別為0.357℃·10a?1（P＜0.05）和96.981℃·d·10a?1（P＜0.05）。其中20世紀(jì)70、80年代≥10℃積溫平均值分別為3326.9℃·d和3406.4℃·d，可滿足中、早熟及部分晚熟釀酒葡萄品種種植條件，20世紀(jì)90年代和21世紀(jì)初≥10℃平均積溫分別為3586.6℃·d和3579.6℃·d，滿足了晚熟品種釀酒葡萄生長(zhǎng)需求，2009?2015年≥10℃積溫平均為3656.2℃·d，積溫條件愈加優(yōu)越。

2.2 鄉(xiāng)寧縣種植釀酒葡萄的氣候適宜性分析

2.2.1 溫度條件

溫度是發(fā)展釀酒葡萄種植的關(guān)鍵氣象因素，不同物候期對(duì)溫度的要求不同。由表4可見(jiàn)，葡萄生長(zhǎng)期氣溫經(jīng)歷了低-高-低的過(guò)程，月平均氣溫均在10℃以上。當(dāng)溫度穩(wěn)定超過(guò)10℃時(shí)，葡萄開(kāi)始萌芽出土，萌芽期最適溫度為10～12℃，葡萄新梢生長(zhǎng)-花芽分化最適平均氣溫為15～18℃，氣溫低于10～12℃時(shí)，新梢停止生長(zhǎng)[10]。鄉(xiāng)寧葡萄萌芽期一般在4月中旬，日平均氣溫為12.6℃，是葡萄萌芽最適溫度；極端最低氣溫為?6℃，葡萄嫩芽抗凍能力弱，溫度低于?1℃時(shí)葡萄嫩芽受凍[10]，鄉(xiāng)寧葡萄萌芽期最低氣溫＜?1℃的年份占22.7%（圖3），因此，春季晚霜凍是影響鄉(xiāng)寧葡萄種植的制約因素之一。4月下旬?5月底為新梢生長(zhǎng)期，日平均溫度為15.1～19.4℃，溫度條件有利于葡萄枝梢生長(zhǎng)?；ㄆ谑瞧咸焉L(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期，對(duì)氣象條件較敏感，葡萄開(kāi)花需要平均溫度在15℃以上，氣溫越高，花期越短，當(dāng)氣溫低于14℃時(shí)，葡萄開(kāi)花授粉就會(huì)受到影響[10]。鄉(xiāng)寧葡萄花期在6月上旬，正常花期為7～10d，日平均氣溫為20.9℃，溫度條件有利于葡萄開(kāi)花、授粉和坐果。漿果生長(zhǎng)-成熟期的溫度對(duì)葡萄品質(zhì)影響極大，適宜的溫度有利于糖分的積累和有機(jī)酸的分解，果實(shí)生長(zhǎng)期，氣溫過(guò)低，果實(shí)生長(zhǎng)緩慢，品質(zhì)差，氣溫過(guò)高，果粒易發(fā)生日灼病。葡萄果粒生長(zhǎng)一般要求日平均氣溫＞20℃，最適溫度為28～32℃；果實(shí)著色和成熟期最適氣溫為17～24℃，氣溫＜16℃果實(shí)成熟不好，酸度偏高，＞24℃果實(shí)成熟過(guò)快，氣溫＞38℃和＜14℃對(duì)漿果成熟不利[10]。鄉(xiāng)寧地區(qū)果實(shí)膨大期在6月中旬?8月上旬，平均氣溫在22.6～23.3℃，平均最高氣溫為25.1℃，期間歷經(jīng)最熱月7月，平均氣溫為23.3℃，極端最高氣溫為37.7℃，無(wú)38℃以上高溫天氣，溫度適宜，有利于葡萄果粒成長(zhǎng)。8月中旬?9月底是鄉(xiāng)寧葡萄轉(zhuǎn)色成熟期，平均溫度為15.0～22.1℃，氣溫日較差平均為10.5℃，溫度條件有利于葡萄成熟和糖分積累。另?yè)?jù)研究，葡萄成熟前天氣冷涼，果實(shí)成熟緩慢，酸度增高，pH值降低，果實(shí)顏色好，芳香味濃，能增加酒香物質(zhì)[14-15]。鄉(xiāng)寧葡萄采收期一般在10月上旬，平均氣溫為12.9℃，采收前溫度降低有利于葡萄糖酸平衡，提高葡萄酒的質(zhì)量和口感。

圖2 1972?2015年鄉(xiāng)寧年平均氣溫和葡萄生育期（4?10月）≥10℃積溫的年際變化

表4 鄉(xiāng)寧1972?2015年葡萄生長(zhǎng)月（4?10月）溫度統(tǒng)計(jì)（℃）

圖3 鄉(xiāng)寧1972-2015年4月中旬極端最低氣溫的年際變化

2.2.2 水分條件

葡萄耐旱忌濕，年降水量500～800mm即可滿足其生長(zhǎng)需求[16]。鄉(xiāng)寧地區(qū)屬半干旱大陸性季風(fēng)氣候，水資源分布極不均衡。由圖4a可見(jiàn)，鄉(xiāng)寧年平均降水量為535.7mm，年度降水差別極大，最多為2003年的767.4mm，最少為1997的310.9mm。降水季節(jié)分布極不均勻，表現(xiàn)為春、冬干旱，夏、秋多雨，降水主要集中在7-8月，占全年降水量的45%，冬季降水極少，不足全年降水量的3%，葡萄生長(zhǎng)季（4-10月）降水占年降水量的91.7%，對(duì)葡萄生長(zhǎng)較有利。

降水的多少和降水量的季節(jié)分配，對(duì)葡萄的生長(zhǎng)發(fā)育有著重要的影響。葡萄新梢生長(zhǎng)期和幼果膨大期需要充足的水分，若長(zhǎng)期干旱，不但枝蔓發(fā)育不良，葉片萎縮，花果脫落，而且果實(shí)小，品質(zhì)降低；花期降水過(guò)多會(huì)影響授粉受精，引起花果脫落，降低產(chǎn)量；成熟期陰雨連綿或濕度過(guò)大，會(huì)引起病害滋生、果實(shí)腐爛、糖度降低、品質(zhì)下降。葡萄著色-成熟期降水＞130mm，總糖含量低于170g·L?1，葡萄成熟期降水少，有利于提高葡萄糖度[11]。

圖4 1972?2015年鄉(xiāng)寧年降水量（a）及兩個(gè)時(shí)段（1972?2008，2009?2015）月均降水量（b）比較

Fig. 4 Comparison of the annual rainfalls averaged over 1972?2015(a) and the monthly rainfalls averaged over the respective period of 1972?2008 and 2009?2015(b) in Xiangning

注：小寫字母表示不同時(shí)段月均降水量在0.05水平上的差異顯著性，大寫字母表示不同時(shí)段月均降水量在0.01水平上的差異顯著性。下同

Note：Lowercase indicates the difference significance among treatments at the level of 0.05,,and capital letter indicates the difference significance among treatments at the level of 0.01.The same as below

由圖4b可見(jiàn)，鄉(xiāng)寧地區(qū)葡萄生長(zhǎng)前期4?6月月均降水量分別為26.5mm、47.9mm和60mm，降水適中，有利于葡萄新梢生長(zhǎng)和開(kāi)花坐果。7、8月降水較多，平均降水量分別為127.2mm、114.8mm，其中1976年8月降水最多，達(dá)337.6mm，此時(shí)正是葡萄需水期，水分條件對(duì)漿果顆粒增長(zhǎng)非常有利，但降水過(guò)多會(huì)造成葡萄果粒吸水膨脹，導(dǎo)致葡萄裂果、爛果，引發(fā)葡萄病害。葡萄采收前一個(gè)月（9月），降水明顯減少，平均降水量為73.5mm，總體利于葡萄糖分積累和干物質(zhì)的形成。

2009?2015年月降水量與1972?2008年月降水量相比，總體表現(xiàn)為增加趨勢(shì)，其中冬季前期減少，后期增加，總體變化不大；春季前期略有減少，后期明顯增加，特別是5月降水增多有利于葡萄新梢生長(zhǎng)；夏季前期（6月）降水減少，對(duì)葡萄開(kāi)花坐果有利，后期降水略有增加，有利于葡萄漿果生長(zhǎng)；秋季降水量增加明顯，9月降水量增加最多，11月降水差異通過(guò)了0.05水平的顯著性檢驗(yàn)（T?檢驗(yàn)），葡萄成熟期降水增加，對(duì)葡萄品質(zhì)造成一定影響，如果葡萄成熟期降水過(guò)于集中，則需將園區(qū)建在坡地上，適時(shí)采取排水、控水措施，加強(qiáng)葡萄園管理。

2.2.3 光照條件

葡萄喜光性強(qiáng)，對(duì)光照要求較高，在其生長(zhǎng)季節(jié)光照充足時(shí)，植株健壯，花芽分化良好，葉片色澤濃綠、肥厚，新梢粗壯，果實(shí)著色好，漿果含糖量高，如果光照不足，則花芽分化率低，枝條發(fā)育不良，生成的果穗小，果實(shí)營(yíng)養(yǎng)不良，影響葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)[16]。

圖5a給出了鄉(xiāng)寧1972?2015年日照時(shí)數(shù)年際變化。由圖可見(jiàn)，鄉(xiāng)寧地區(qū)年平均日照時(shí)數(shù)為2421.6h，最多為1997年的2881.4h，最少為2009年的2059.3h，高于法國(guó)波爾多（2077.5h）和北京延慶（2274.6h）等優(yōu)質(zhì)葡萄產(chǎn)區(qū)，葡萄生長(zhǎng)期4?10月年平均日照時(shí)數(shù)為1503.7h，1979年最多，為1802.5h，2009年最少，為1232.1h，除2009年外其余年份葡萄生長(zhǎng)季日照時(shí)數(shù)均大于1250h，滿足葡萄正常生長(zhǎng)光照需求[17]。分析表明，近年來(lái)鄉(xiāng)寧地區(qū)日照時(shí)數(shù)呈減少趨勢(shì)，年日照時(shí)數(shù)和葡萄生長(zhǎng)季日照時(shí)數(shù)變化傾向率分別為?102.71h·10a?1和?73.102h·10a?1（P＜0.05），光照不斷減少影響葡萄光合作用和干物質(zhì)的積累，未來(lái)對(duì)葡萄種植可能有一定影響。

由圖5b可知，鄉(xiāng)寧1972?2015年逐月平均日照時(shí)數(shù)為6.6h，6月最多，為8.0h，12月最少，為5.9h。葡萄生長(zhǎng)前期4?6月平均日照時(shí)數(shù)在7.4h以上，光照條件較好，葡萄新梢生長(zhǎng)快，光合作用積累的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)多，對(duì)花芽分化和開(kāi)花坐果十分有利，7?9月為葡萄漿果生長(zhǎng)成熟期，日照逐漸減少，到9月葡萄成熟期達(dá)到6.1h。日照時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)糖分積累有重要影響，當(dāng)日照時(shí)數(shù)為6.4h時(shí)，糖分積累達(dá)到最大，日照時(shí)數(shù)大于6.4h時(shí)，糖分日積累量隨著日照時(shí)數(shù)的增加而減少，日照時(shí)數(shù)小于6.4h時(shí)，糖分日積累量隨著日照時(shí)數(shù)的增加而增加[18]，鄉(xiāng)寧葡萄漿果生長(zhǎng)成熟期的8、9月日平均日照時(shí)數(shù)為6.2h和6.1h，日照接近6.4h，有利于葡萄糖分的積累?？梢?jiàn)，鄉(xiāng)寧地區(qū)葡萄生長(zhǎng)季光照分配適合葡萄生長(zhǎng)需求，成熟期日照有利于葡萄糖分積累。

圖5 1972?2015年鄉(xiāng)寧年和4?10月日照時(shí)數(shù)（a）及兩個(gè)時(shí)段（1972?2008，2009?2015）月平均日照時(shí)數(shù)比較（b）

2009?2015年鄉(xiāng)寧地區(qū)月日照時(shí)數(shù)與1972?2008年相比有所減少，夏季減幅最大，春季減幅最小，其中2月和7月份兩個(gè)時(shí)段月平均日照時(shí)數(shù)差異通過(guò)了0.01水平的顯著性檢驗(yàn)，5、8、9、11月這兩個(gè)時(shí)段的差異均通過(guò)了0.05水平的顯著性檢驗(yàn)，光照減少對(duì)葡萄光合作用和糖分積累都有一定影響[19]，葡萄種植宜選擇向陽(yáng)的地塊栽培。

2.2.4 光熱、水熱綜合條件

優(yōu)質(zhì)的氣候條件是生產(chǎn)高品質(zhì)釀酒葡萄的有利保證，尤其是葡萄生長(zhǎng)及成熟季的光、熱、水資源的合理分配對(duì)葡萄正常生長(zhǎng)和品質(zhì)形成尤為重要，其中生長(zhǎng)季的光熱系數(shù)和葡萄成熟期的水熱系數(shù)是葡萄品質(zhì)形成的關(guān)鍵。根據(jù)光熱系數(shù)理論[14]，葡萄生長(zhǎng)季（4?10月）光熱系數(shù)I＞4.5，可滿足不同類型葡萄的光能需求，鄉(xiāng)寧1972?2015年葡萄生長(zhǎng)季光熱系數(shù)平均為5.5，最多為6.8，最少為4.5，遠(yuǎn)高于這一條件，為葡萄生長(zhǎng)提供了良好的光熱環(huán)境。研究表明，葡萄成熟期干燥的環(huán)境有利于葡萄糖分的積累，提高葡萄品質(zhì)，前蘇聯(lián)葡萄釀酒專家達(dá)維塔雅經(jīng)過(guò)廣泛調(diào)查研究認(rèn)為，葡萄采收前1～2個(gè)月（成熟期）的水熱系數(shù)K＜1.5、降水量＜100mm，是世界葡萄酒著名產(chǎn)區(qū)的共同特征，其中K＜1.5，能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的葡萄酒， K值在1.5～2.5范圍時(shí)只能生產(chǎn)出中等葡萄酒。鄉(xiāng)寧地區(qū)1972?2015年葡萄采收前8、9月的水熱系數(shù)K平均為1.4和1.6，采收前一個(gè)月的降水量為平均73.5mm，葡萄成熟期水熱條件較好，利于葡萄糖分積累和品質(zhì)形成。

2.3 鄉(xiāng)寧縣試種釀酒葡萄含糖量與氣象條件分析

釀酒葡萄的品質(zhì)因子包括總糖、總酸、單寧、色素和萜類芳香物質(zhì)等，其中總糖是釀酒葡萄最重要的品質(zhì)因子，含糖量與葡萄酒質(zhì)量成正比，含糖量達(dá)到170g·L?1以上才能釀造出高品質(zhì)的葡萄酒[20-21]。由2009?2015年鄉(xiāng)寧實(shí)測(cè)葡萄含糖量（表5）可知，鄉(xiāng)寧地區(qū)種植的葡萄最高含糖量年均為213.0g·L?1，最低含糖量年均為179g·L?1，其中最高為246.0g·L?1（2013年），最低為155.0g·L?1（2014年），有兩年葡萄最低含糖量小于170g·L?1，可見(jiàn)，鄉(xiāng)寧種植的葡萄含糖量總體偏高，是釀造葡萄酒的上好原料。

2009?2015年葡萄含糖量與葡萄生長(zhǎng)期氣象要素的相關(guān)分析表明，葡萄含糖量與成熟期的光、熱因子呈正相關(guān)，與水分因子呈負(fù)相關(guān)（表6），其中與9月相對(duì)濕度極顯著相關(guān)（P＜0.01），與9月日較差、降水量、水熱系數(shù)以及8月平均氣溫和≥10℃積溫顯著相關(guān)（P＜0.05），與8?9月日照時(shí)數(shù)相關(guān)性不強(qiáng)，說(shuō)明當(dāng)?shù)毓庹諚l件適宜，不是影響葡萄品質(zhì)的主要?dú)庀笠蜃印?/p>

表5 鄉(xiāng)寧戎子酒莊2009?2015年實(shí)測(cè)葡萄糖度（g·L?1）

表6 鄉(xiāng)寧2009?2015年葡萄含糖量與氣象因子的相關(guān)分析

注：*、**分別表示在0.05和0.01水平上顯著相關(guān)。Td為9月日較差，RH為9月相對(duì)濕度，K為9月水熱系數(shù)，S為8?9月日照時(shí)數(shù)，R為9月降水量，ΣT為8月≥10℃積溫，T為8月日平均氣溫。

Note:*is P<0.05，**is P<0.01. Td: diurnal range of temperature for September; RH: relative humidity for September; K: hydrothermic coefficient for September, S: sunshine duration in August and September; R: precipitation for September; ∑T: accumulated temperature (≥10℃) for August; T: daily average temperature for August.

在2009?2015年實(shí)際種植過(guò)程中，2011年和2014年葡萄糖度偏低，主要是這兩年8、9月降水多，分別為287.7mm和334.6mm，陰雨天氣時(shí)間長(zhǎng)，降雨日數(shù)均為29d，葡萄成熟期水熱條件相對(duì)較差，導(dǎo)致葡萄含糖量偏低，其它年份葡萄成熟期氣象條件優(yōu)越，生產(chǎn)的葡萄含糖量均在170g·L?1以上。種植結(jié)果表明，鄉(xiāng)寧葡萄成熟期氣候條件總體優(yōu)越，可以發(fā)展釀酒葡萄種植。

3 結(jié)論與討論

3.1 討論

基于無(wú)霜期的釀酒葡萄種植區(qū)劃研究[4-6]認(rèn)為，呂梁山地區(qū)無(wú)霜期短，約為150d，無(wú)霜期遠(yuǎn)小于葡萄適栽區(qū)標(biāo)準(zhǔn)180d，為不可種植區(qū)，而本研究結(jié)果表明，呂梁山南北距離長(zhǎng)，氣候差異大，無(wú)霜期相差可達(dá)80d以上，鄉(xiāng)寧位于呂梁山南端，無(wú)霜期平均為202.8d·a?1，適宜釀酒葡萄種植。按照水熱系數(shù)確定區(qū)劃時(shí)[7-8]，以7?8月水熱系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，鄉(xiāng)寧7?8月降水較多，為次適宜區(qū)，而鄉(xiāng)寧葡萄10月上旬采收，應(yīng)以8?9月水熱系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，鄉(xiāng)寧9月降水明顯減少，為適宜區(qū)，但鄉(xiāng)寧葡萄著色到成熟期個(gè)別年份易出現(xiàn)連陰雨天氣，考慮到呂梁山南部地形多坡地少平川，地塊排水功能好，土壤濕度不會(huì)對(duì)葡萄品質(zhì)和質(zhì)量造成太大影響，因此，通過(guò)引進(jìn)中、晚熟品種，改進(jìn)栽培方式，葡萄品質(zhì)可得到進(jìn)一步提高。

隨著全球氣候的變暖，呂梁山南部地區(qū)氣溫明顯升高，熱量條件20世紀(jì)90年代后可達(dá)到晚熟釀酒葡萄品種的生長(zhǎng)需求，但個(gè)別年份積溫偏少，1991?2015年≥10℃積溫小于3500℃·d的年份占36%，最少為2003年的3226.6℃·d，晚熟品種葡萄種植仍存在一定氣候風(fēng)險(xiǎn)。鄉(xiāng)寧終霜凍在4月中旬，葡萄出土期易出現(xiàn)霜凍天氣，需引起注意，如2013年4月17?19日的霜凍過(guò)程，最低溫度降至?2.4℃，并于19日降中雪，已出土的葡萄幼芽大量受凍死亡，導(dǎo)致當(dāng)年葡萄大面積減產(chǎn)。鄉(xiāng)寧4月上旬平均氣溫已超過(guò)10℃，冷空氣活動(dòng)持續(xù)時(shí)間短，氣溫回升快，只要根據(jù)天氣變化，適時(shí)安排葡萄出土?xí)r間，可減少霜凍對(duì)葡萄生長(zhǎng)的影響，同時(shí)，有研究表明，1960?2011年黃土高原地區(qū)極端最低氣溫升高明顯[22]，與鄉(xiāng)寧最低氣溫變化一致，最低氣溫的不斷升高對(duì)未來(lái)呂梁山南部地區(qū)葡萄種植會(huì)更加有利。

呂梁山南北長(zhǎng)約400km，海拔總體北高南低，南北氣候差異較大，區(qū)域氣候特征明顯，鄉(xiāng)寧地區(qū)日照充足，溫度適宜，夏季溫度低，葡萄成熟期早晚溫差大，空氣干燥，為釀酒葡萄種植提供了可能的自然環(huán)境和小氣候條件，種植的葡萄品質(zhì)優(yōu)良，是釀酒葡萄生產(chǎn)的最佳生態(tài)適宜區(qū)，研究結(jié)果與羅國(guó)光等[8]得出的該區(qū)域局地小氣候優(yōu)良地區(qū)仍可能成為優(yōu)質(zhì)葡萄酒的原料基地、李紅英等[9]得出的呂梁山山地部分縣（市）是干紅酒葡萄最佳生態(tài)適宜區(qū)的結(jié)論相吻合。

3.2 結(jié)論

（1）鄉(xiāng)寧地區(qū)冬季氣溫高、無(wú)霜期長(zhǎng)，熱量條件充足，適合葡萄種植。隨著全球氣候變暖，20世紀(jì)90年代后呂梁山南部地區(qū)熱量條件達(dá)到晚熟釀酒葡萄生長(zhǎng)發(fā)育需求，并且溫度和積溫的逐年增加，對(duì)未來(lái)葡萄種植更加有利。鄉(xiāng)寧葡萄生長(zhǎng)季光照充足，溫度適宜，自然降水條件好，為葡萄生長(zhǎng)發(fā)育提供了良好的生態(tài)環(huán)境，葡萄成熟前期溫度高，后期天氣涼爽，日較差大，有利于釀酒葡萄充分成熟和品質(zhì)的提高。葡萄著色-成熟期個(gè)別年份雨量偏多，宜在坡地建園，適時(shí)采取排水、控水措施，減少水分過(guò)多對(duì)葡萄品質(zhì)的影響。鄉(xiāng)寧日照時(shí)間呈逐漸減少趨勢(shì)，葡萄栽培要注意種植區(qū)坡向的選擇，合理確定種植間距，加強(qiáng)后期合理摘葉等措施，最大限度地滿足葡萄生長(zhǎng)光照條件。

（2）鄉(xiāng)寧戎子酒莊試驗(yàn)種植的釀酒葡萄品質(zhì)優(yōu)良，主要得益于呂梁山南部地區(qū)的小氣候條件，尤其是葡萄成熟期較大的日較差，適宜的日照、溫度和濕度，較低的水熱系數(shù)，充分滿足了優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄的栽培環(huán)境，呂梁山南部鄉(xiāng)寧地區(qū)可發(fā)展成為釀酒葡萄的最佳產(chǎn)區(qū)之一。

呂梁山南部地形條件復(fù)雜，天氣環(huán)境多變，葡萄種植過(guò)程中存在一些不利天氣因素，該地區(qū)種植釀酒葡萄有一定風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)注意防止晚霜凍、秋季連陰雨等氣象災(zāi)害。

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Climate Adaptability Analysis for Wine Grape at Xiangning County in Southern of Lvliang Mountains

LV Ai-li1, 2, HUO Zhi-guo2, 3, YANG Jian-ying2

(1. Linfen Meteorological Bureau of Shanxi Provice, Linfen 041000, China; 2.Chinese Academy of Meteorological Sciences, Beijing 100081; 3.Collaborative Innovation Center of Meteorological Disaster Forecast, Early-Warning and Assessment, Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing 210044)

In this study, Xiangning was selected as a typical representation of the southern of Lvliang Mountains. The data used in this study included the meteorological data from Xiangning meteorological station during 1972?2015, and wine grape experimental data from 2009 to 2015 provided by Rongzi Limited Company of Xiangning. Wine grape-related climatic conditions such as sunshine, temperature, rainfall, and water heat coefficient were analyzed using statistical methods to assess the climate adaptability of wine grape planting in this area. The results showed that: (1) the average frost-free day of grape in Xiangning was 202.8d. The accumulated temperature ≥10℃was 3498.0℃·d. The average temperature of the coldest month was ?4.4℃, and the extreme minimum temperature was ?21.6℃. These climatic conditions satisfied the grape growth in southern of Lvliang Mountains. (2) The accumulated temperature before 1990 was small and therefore favored the early-maturing and middle-maturing varieties of wine grapes. The accumulated temperature after 1990 had increased substantially as a result of global warming, hence late-maturing varieties of wine grapes were favored to plant. (3) The agro-climatic resources of sunlight, temperature, and water, and their distributions during grape growing season generally were beneficial to the growth and the quality development of wine grapes. Low temperature disasters existed as the frost probability was 22.7% in mid-April. Summer maximum temperature in this area was lower than 38℃. Continuous rainfalls in July and August in some years influenced the sugar content of wine grapes. (4) Significant positive relationships between grape sweetness level and light and heat conditions were detected during the grape mature period, while negative correlations existed between grape sweetness level and water conditions, especially humidity. The average temperature, precipitation, sunlight, diurnal temperature range, and water heat coefficient during the mature month of wine grape (September) were 21.9℃, 74.4mm, 6.7h, 10.6℃, and 1.5, respectively. Favorable temperature conditions, enough sunlight, large diurnal temperature range, and small rainfall formed a climatic environment for the growth of wine grapes with good qualities. Planting experiments showed that sugar content in wine grapes meet the standards for making high quality wine, which proved that this area was suitable for commercial planting of wine grapes.

Wine grape; Planting; Climate conditions; Southern of Lvliang Mountains

10.3969/j.issn.1000-6362.2018.01.005

呂愛(ài)麗,霍治國(guó),楊建瑩.呂梁山南部鄉(xiāng)寧縣釀酒葡萄種植的氣候適應(yīng)性分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象,2018,39(1):34-45

2017-03-21

。E-mail:huozg@cma.gov.cn

“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題（2011BAD32B02）

呂愛(ài)麗（1971-），女，高級(jí)工程師，主要從事氣象服務(wù)工作。E-mail:lvaili1@163.com