不同流域酿酒葡萄生态适宜性研究

刘 伟，张 鸿，罗来友，黄大荣，钟 奇，唐 丽

(1.四川省农业科学院园艺研究所，四川成都 610066;2.四川省农业科学院植物保护研究所，四川成都 610066; 3.甘孜州康定红葡萄酒业有限公司，四川丹巴 626300; 4.阿坝州茂县农业局，四川茂县 623200)



不同流域酿酒葡萄生态适宜性研究

刘 伟1，张 鸿2，罗来友3，黄大荣4，钟 奇1，唐 丽1

(1.四川省农业科学院园艺研究所，四川成都 610066;2.四川省农业科学院植物保护研究所，四川成都 610066; 3.甘孜州康定红葡萄酒业有限公司，四川丹巴 626300; 4.阿坝州茂县农业局，四川茂县 623200)

[目的]四川酿酒葡萄产业起步较晚，针对该区域酿酒葡萄基础研究还是空白，与葡萄和葡萄酒质量密切相关的气候、土壤等研究严重滞后。[方法]通过对研究区域基础数据的收集，建立科学的适宜性评价指标体系、评价模型，运用模糊综合评判法，对目前酿酒葡萄主产区金沙江、大渡河、岷江3个流域进行生态适宜性评价。[结果]酿酒葡萄栽培的光、热、水适宜性指数均是大渡河>金沙江>岷江。综合考虑光、热、水3个子系统中10个指标，大渡河流域的丹巴县酿酒葡萄栽培适宜性综合指数最高，达0.901 4，岷江流域的茂县最低，只有0.619 4。[结论]在气候因子方面，大渡河流域更能种出高品质的酿酒葡萄。

流域；酿酒葡萄；生态适宜性；评价

获得优质酿酒葡萄原料是葡萄酒酿造的基础和关键。酿酒葡萄采收时的原料质量直接决定了葡萄酒的质量。原料质量因子主要包括果实中糖、酸、花色苷、单宁、黄烷醇、芳香物质以及各种酚类物质的抗氧化活性等。生态条件是影响酿酒葡萄品质的首要因素，其中光照、积温、平均温度、降雨量、无霜期、干燥度等对酿酒葡萄的品质形成起着决定性的作用[1-2]。

按照纬度从低到高，研究区域依次为金沙江、大渡河、岷江3个典型流域，都位于青藏高原东南缘，其干旱河谷地带生态条件优越，非常适宜酿酒葡萄的种植，是我国酿酒葡萄的优生区，也是我国乃至世界优质高山葡萄酒的重要产区。该区域属于我国酿酒葡萄种植纬度较低而海拔最高的地区。从地形上看，该区域是我国地形条件最为复杂的地区之一，经历高原、高山峡谷、丘陵和中低山区，具有丰富的气候和土壤多样性，小气候明显，在不同海拔、流域等适宜生产不同风格和特色的高山葡萄酒。

但是，针对该区域酿酒葡萄的基础研究基本上是空白，与葡萄质量密切相关的生态因子研究严重滞后，严重影响该地区酿酒葡萄产业的可持续和健康发展。该地区河流众多，峡谷林立，不同生态条件下酿酒葡萄品质差异较大，因此对其生态适宜性的研究具有非常重要的理论意义和实践意义。1 材料与方法

1.1 研究区域概况选取金沙江、大渡河、岷江流域上酿酒葡萄产业有较好基础且具有代表性的得荣县、丹巴县及茂县作为研究对象，分别地处E 99°7′～99°34′、N 28°9′～29°10′，E 101°17′～102°10′、 N 30°20′～31°19′，E 102°56′～104°10′、 N 31°24′～32°17′。气候总体上呈现以下特点：①日照时间长，昼夜温差大，气温年较差小；②海拔高，晴天多而云量少，紫外线强；③干旱少雨；④极端低温相对较高。

1.2 研究方法

1.2.1模糊综合评判法。模糊综合评判方法是一种运用模糊变换原理分析和评价模糊系统的方法。它是一种以模糊推理为主的定性与定量相结合，精确与非精确相统一的分析评判方法。在生态学中，模糊综合评判方法常常被用于资源与环境条件评价、生态评价、区域可持续发展评价等方面。模糊数学是研究和处理模糊体系规律性的理论和方法，把普通集合论只取和两个值的特征函数推广到[0，1]区间上取值的隶属函数，把绝对的属于或不属于的“非此即彼”扩张为更加灵活的渐变关系，因而把“亦此亦彼”中介过渡的模糊概念用数学方法处理。

1.2.2适宜性评价指标的选择。在我国，黄辉白[3]于1980年首次对北方葡萄气候区域进行研究，根据生长期积温划分出5个气候区。王宇霖等[4]曾进行全国葡萄适应带区划，但未对气候进行细致分析。由于我国是大陆性气候，雨热同季，不能只考虑热量问题，还应考虑水分问题。

修德仁等[5]的指标体系考虑到温度和降雨2个方面，还加入埋土问题。罗国光等[6]对华北地区酿酒葡萄评价指标的研究表明，生长期≥10 ℃的活动积温是华北地区酿酒葡萄气候区划的最适热量指标(一级指标)，8～9月水热系数(K值)是适宜的二级指标。

李华等[7]在分析众多热量指标以后，排除有效积温、活动积温和纬度—温度指数，选择无霜期(F)作为热量指标。无霜期是指春天的最后一次0 ℃出现到秋天第一次0 ℃出现的间隔时间。无霜期的长度可决定葡萄能否种植和成熟。由此可知，无霜期是确保葡萄成熟和植株营养积累、安全越冬的保证。

李华等[8]在分析了众多水分指标以后，认为葡萄浆果成熟期的降水已成为我国生产优质欧亚种酿酒葡萄的限制性因素，尤其是在北方沿海地区。按照酿酒葡萄正常生长发育所需的水分，考虑酿酒葡萄实际所能利用的水分，选定生长季干燥度作为气候区划的水分指标，认为生长季的干燥度符合我国气候条件。

在评价指标的选取上，应尽可能地详细，分别从光、热、水3个方面进行系统分析，确定指标体系框架模式和区划重点。光包括年均日照时数、日光能系数；热包括无霜期、≥10 ℃活动积温、年均温、最热月平均气温、7～9月平均气温和；水包括干燥度、7～9月水热系数、7～9月降雨量。

1.2.3隶属度函数的确定。借助模糊数学原理，建立连续性质的隶属度函数。结合区域特征、前人研究结果，确定各评价指标的阈值，从而建立生态单因素评价模型，将评价指标的实测值转换为介于0～1之间的数值，实现对各生态指标的量纲归一化。

年日照时数(h)：

(1)

日光能系数：

(2)

无霜期(d)：

(3)

≥10 ℃活动积温(℃)：

(4)

年均温(℃)：

(5)

最热月平均气温(℃)：

(6)

7～9月平均气温和(℃)：

(7)

干燥度：

(8)

7～9月水热系数：

(9)

7～9月降雨量(mm)：

(10)

1.2.4指标权重的确定。借助层次分析法(AHP)，确定各评价指标的权重大小。首先，建立层次结构模型，然后在咨询专家的基础上构造判断矩阵，并且进行层次单排序及一致性检验。若符合一致性检验，则进行层次总排序及一致性检验，由此得到各指标的权重。

1.2.5综合评价模型。酿酒葡萄生态适宜性是各生态属性综合作用的结果，因而在对生态单因素评价之后，需要将单因素评价结果转换为由各评价因子构成的生态适宜性的综合评价。根据加乘法则，建立综合评价模型，计算不同流域下酿酒葡萄生态适宜性综合指数(SQI)。

SQI=∑Wi×Ii

(11)

式中，SQI为综合评价指数；Ii为第i个评价因素的隶属度值；Wi为第i个评价因素的权重。

酿酒葡萄生态适宜性综合评价模型的物理意义是：Ii为各评价因素的隶属度，它的大小体现各评价因素的优劣；Wi为各评价因素的权重，它的大小反映各评价因素的重要性质；Wi×Ii体现各评价因素对生态适宜性的贡献率；加和运算体现各评价因素间平行作用。

1.3 数据来源与处理该研究的基础数据系得荣、丹巴和茂县共9个气象观测站连续20年(1992～2011)的气象要素日值，包括各站点的经纬度、海拔高度、日平均气温、日最低气温、日最高气温、日平均降水量、平均风速、日均蒸发量、相对湿度和日照时数。

对数据进行筛选和处理，剔除数据连续缺失大于10 d和月份序列缺失4～9月份任意一月的当年气象数据。对于数据缺失在10 d以内的站点，缺失数据用前一日的日值替代。计算各站点20年的年均日照时数、日光能系数、无霜期、≥10 ℃活动积温、年均温、最热月平均气温、7～9月平均气温和、干燥度、7～9月水热系数和7～9月降雨量。

2 结果与分析

2.1 评价指标隶属度和权重值根据前文研究方法中隶属度函数，确定各指标的隶属度值，其中指标阈值的上限和下限根据前人研究结果以及该区域特点来确定。将栽培适宜性分为光、温、水3个子系统，采用层次分析法对3个子系统中10个指标进行系统分析，确定出每个指标的权重值(表1)。

表1 不同流域各因子隶属度及权重

2.2 酿酒葡萄生态适宜性评价生态适宜性评价是各指标综合作用的结果，因而在对单因素评价之后，需要将单因素区划结果转换为由各区划因子构成的生态综合区划。采用模糊数学中模糊集的加权综合法，建立气候综合区划模型，计算适宜性指数。

由表2可知，酿酒葡萄栽培的光、热、水适宜性指数均是大渡河>金沙江>岷江，大渡河的丹巴县光照资源最丰富；金沙江的得荣县热量资源最丰富，但是年均温、夏季温度过高，对酿酒葡萄的生长不利，造成植株萎蔫[9-10]；金沙江流域年降水量过少，影响葡萄生长发育，岷江流域降水量偏多，影响果实品质。

表2 酿酒葡萄栽培适宜性指数

注：同列不同小写字母表示差异在0.05水平显著。

在对光、热、水评价之后，还需对生态进行综合评价。科学的生态评价应能综合反映栽培的适宜性，并且能充分考虑各影响因素的交互作用与因子权重对综合区划的影响，但目前还很难科学而全面地做到这一点。在前面评价的基础上，生态综合评价同样采用加乘法，光、热、水的隶属度根据这三者的适宜性指数取得。

综合考虑光、热、水三个子系统中10个指标，大渡河流域的丹巴县酿酒葡萄栽培适宜性综合指数最高，达到0.901 4，岷江流域的茂县最低，只有0.619 4。在气候因子方面，大渡河流域更能种出高品质的酿酒葡萄。

3 结论与讨论

酿酒葡萄属于喜光植物。光照强度、日照长度、光谱成分的不同均会影响葡萄的质量，从而影响葡萄酒的质量和风格。光照的长短制约着植株的发育。日照时间长，有利于酿酒葡萄合成更多的光合产物。遮荫则显著降低浆果中酒石酸、苹果酸、葡萄糖和果糖浓度[11]，并且影响果实中芳香物质的合成，总萜烯醇含量降低[12]。另外，光照能有效促进果皮中花色苷的合成，提高酚类物质的含量[13]。在3个试验点中，金沙江流域和大渡河流域年日照时数均较高，在2 000 h以上；岷江流域日照相对较差，直接影响葡萄及葡萄酒的品质。

温度通过影响葡萄果实的成分及其组成，进一步影响葡萄酒的品质。适宜的白天温度和较大的昼夜温差有利于糖的积累和酸的降低，从而改善葡萄酒的平衡感。在葡萄成熟过程中，最佳的温度应该在20～25 ℃之间。在夏季炎热的地区有效积温高，有利于果实中糖分的增加，但酸含量一般较低，色泽和香气较差，因此酿造的葡萄酒粗糙，不协调；相反，在夏季凉爽的地区，有效积温适中，葡萄浆果的含糖量适中(还原糖，180～220 g/L)，含酸量稍高(以酒石酸计，7～10 g/L)，芳香物质含量更高，这样酿造出的葡萄酒具有清香、细腻、柔和的特点[3，14]。3个流域昼夜温差均大，十分有利于果实糖分的积累；金沙江和大渡河流域有效积温相对较高，在一定程度上影响色泽和香气成分的积累，岷江流域夏季相对凉爽，芳香物质含量更高，弥补有效积温低的不足。

水分与光照、热量同等重要，是葡萄生长过程中不可缺少的生存要素之一。酿酒葡萄较耐旱，根系可以深入土层吸收、利用土壤中的水分，但是长时间特别是转色后干旱会引起浆果皱缩，影响葡萄的产量和品质。在有灌溉条件的地区，在常年降水量很少的地区也能栽培高品质的葡萄。而在雨水多的年份，易造成日照不足、光合作用受到限制、果实糖含量低、酚类物质积累过少等问题[15]。3个流域7～9月葡萄生长关键季节降雨量适中，特别是10月葡萄采收时降雨量骤降，对酿出好的葡萄酒十分有利。

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Study on Ecological Suitability of Wine-grape Growing in Different Valleys

LIU Wei1, ZHANG Hong2, LUO Lai-you3et al

(1. Horticulture Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Chengdu, Sichuan 610066; 2.Institute of Plant Protection, Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Chengdu, Sichuan 610066; 3.Gan Zizhou Kangdinghong Wine Co.Ltd., Danba, Sichuan 626300)

[Objective] Wine industry start late, and lack of basic research on wine-grape in planting area of Sichuan Province, especially, no study on correlation between climate and quality of grape and wine. [Method] The basic data of research region was collected, the index system of grape suitability evaluation and evaluation model was established. Using fuzzy comprehensive evaluation, ecological suitability of wine-grape growing in Jinshajiang, Daduhe and Minjiang valley was evaluated. [Result] The results showed that viticulture suitable indices of sunshine, heat and rain from high to low were Daduhe, Jinshajiang and Minjiang. Considering ten indices of sunshine, heat and rain subsystem synthetically, the highest viticulture suitability composite index was 0.901 4 in Danba County of Daduhe valley. The lowest index was 0.619 4 in Mao County of Minjiang valley. [Conclusion] Therefore, wine-grape growing in Daduhe valley can achieve better quality.

Valley; Wine-grape; Ecological suitability; Evaluation

四川省科技支撑计划：酿酒葡萄现代产业链关键技术研究与集成示范(14ZC1725)；四川省财政创新能力提升工程：横断山区酿酒葡萄品质对关键生态因子的响应(2013QNJJ-011)。

刘伟(1982- )，男，四川平昌人，助理研究员，博士，从事酿酒葡萄生理生态方面的研究。

2015-02-12

S 663.1

A

0517-6611(2015)10-006-03