气候变化对新疆酿酒葡萄种植气候区划的影响*

张山清，普宗朝，吉春容，李景林，李新建，傅玮东，谷 然，郑新倩

(1.新疆农业气象台，乌鲁木齐 830002； 2.新疆乌鲁木齐市气象局，乌鲁木齐 830002；3.中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所，新疆乌鲁木齐 830002)



·农业区划·

气候变化对新疆酿酒葡萄种植气候区划的影响*

张山清1，普宗朝2※，吉春容3，李景林1，李新建1，傅玮东1，谷 然1，郑新倩1

(1.新疆农业气象台，乌鲁木齐 830002； 2.新疆乌鲁木齐市气象局，乌鲁木齐 830002；3.中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所，新疆乌鲁木齐 830002)

研究气候变化背景下新疆酿酒葡萄种植气候区划的变化，对适应气候变化，科学制定新疆酿酒葡萄发展规划，促进新疆葡萄酒产业的持续稳定发展具有重要意义。利用新疆101个气象站1961～2014年的历史气候资料，使用线性趋势分析、累积距平和t-检验以及基于ArcGIS的混合插值法，在对近54年新疆无霜冻期、4～9月干燥度指数和大风日数时空变化进行分析的基础上，结合酿酒葡萄种植气候区划指标，对气候变化背景下新疆酿酒葡萄种植气候区划的变化进行了分析。研究结果表明：新疆无霜冻期表现为“南疆长，北疆短； 平原和盆地长，山区短”、4～9月干燥度为“平原和盆地大，山区小”、4～9月大风日数呈现“北疆多，南疆少； 东部和西部多，中部少； 峡谷和山口地带多，平原地区少”的空间分布特点。近54年，新疆无霜冻期总体以3.57d/10a的倾向率呈显著(α=0.001)增多趋势，并于1997年发生了突变。4～9月干燥度和大风日数分别以-0.40/10a和-3.10d/10a的倾向率呈显著(α=0.001)减小(少)趋势，且分别于1987年和1986年发生了突变。受其影响， 1997年后较其之前，新疆酿酒葡萄最适宜种植区减小了6.201万km2，占比减小3.7个百分点； 适宜种植区增大了25.63万km2，占比增大15.4个百分点； 次适宜种植区和不宜种植区分别缩小了7.432万km2和11.99万km2，占比分别减小4.4和7.2个百分点。气候变化对新疆酿酒葡萄种植的影响既有利也有弊，但总体来说利大于弊。适宜区面积明显扩大，次适宜和不适宜区面积明显减小，这对促进新疆酿酒葡萄种植业以及葡萄酒产业发展具有重要意义，但最适宜种植区面积略有减小又会产生一定不利影响。

气候变化 地理信息系统(GIS) 酿酒葡萄 气候区划 新疆

0 引言

优质葡萄是酿造品质优良、风味独特葡萄酒的先决条件[1]。在各种生态条件中气候因素是影响酿酒葡萄品质的主导和关键因素[2-13]。因此，近年来有关酿酒葡萄种植气候区划的研究受到众多学者的关注。李华等[2]提出了适应我国气候特点的葡萄栽培区划指标体系，并据此将我国划分为12个葡萄栽培区域。张晓煜等[3-4]、李红英等[5]采用无霜期、≥10℃积温、采收期降水量和土壤类型等生态因子，对中国北方酿酒葡萄种植气候区划进行了初步探讨。李华等[6-7]、李宏伟等[8]、王华等[9]、杨文峰等[10]、李红英等[11]以及刘明春等[12]采用不同指标体系和技术方法对京津唐、新疆、山东、陕西、宁夏、甘肃河西走廊等中国北方部分地区酿酒葡萄栽培气候区划也分别进行了初步研究，提出了各区域发展酿酒葡萄的限制性生态因子和生产建议。与此同时，李华等[13]就全球变暖背景下我国酿酒葡萄气候区划的变化也进行了研究分析，指出近40年，特别是20 世纪80年代以来，我国适宜酿酒葡萄栽培的面积不断向北扩大。以上前人的研究成果为促进我国酿酒葡萄的种植以及葡萄酒产业的发展提供了一定的科学依据。但由于受技术条件的限制，上述研究具有以下局限性，一是大多没有考虑地理因素对各气候因子时空变化的影响，区划的精细化程度较低[2-13]。二是使用的区划因子在部分地区与生产实际不符，例如，前人大都从葡萄树的越冬安全性角度考虑，将葡萄越冬冻害作为主要气象灾害选取冬季极端最低气温或最冷月平均气温作为我国北方酿酒葡萄气候区划的指标因子之一[2-13]。事实上，就新疆而言，虽然冬季十分寒冷，各地极端最低气温多在-15～-35℃以下，但由于当地采用覆土越冬的栽培措施，葡萄安全越冬较有保障。而葡萄生长季的大风天气却是影响新疆部分地区葡萄生产的主要气象灾害； 三是关于气候变化对酿酒葡萄种植气候区划的影响研究较少，难以满足酿酒葡萄种植对适应或应对气候变化的需求[14-15]。

新疆位于我国西部边陲，地处欧亚大陆腹地，光照充足，热量丰富，气温日较差大，降水稀少，空气干燥，属典型的大陆性干旱气候区[16]。独特的气候和广袤的土地资源，加之得益于较稳定的山区降水和高山冰川积雪融水所汇集的河川径流和地下水的灌溉，新疆环塔里木盆地、准噶尔盆地南缘以及吐鲁番、哈密盆地和伊犁河谷等平原绿洲地带成为我国著名的优质葡萄生产基地[14-16]。近年来，随着我国人民生活水平的提高，对葡萄酒的消费需求快速增长，品质优异的新疆酿酒葡萄也越来越受到疆内外许多著名葡萄酒生产企业的青睐[17]，酿酒葡萄种植规模持续增大，至20l3年全疆酿酒葡萄种植面积达4.0万hm2，居全国各省(区、市)首位[17]。然而，在酿酒葡萄种植迅猛发展的同时，新疆部分地区也出现了因忽视气候条件的适宜性而盲目扩大种植规模，或种植区域不合理，导致酿酒葡萄遭受霜冻、大风等气象灾害危害的事件频发，严重影响了酿酒葡萄的产量和品质[14-15]。

以气候变暖为主要特征的全球变化已成为不争的事实[18-19]。在此背景下，过去50年新疆农业热量资源呈显著增多趋势[20-23]，水资源条件明显改善[24]，但光照条件有所减少[19，25]。并有学者就气候变化对新疆特色林果种植以及部分林果气候生态适应性区划的影响进行初步研究认为[15，26]，气候变暖使新疆林果生长季延长，果树越冬冻害风险降低，适宜种植区增大，不适宜种植区有所减小，对林果业的发展总体较为有利。但有关气候变化对新疆酿酒葡萄种植区划影响的研究目前还少见报道。该研究拟利用新疆101个气象台站1961～2014年的气象监测数据，使用数理统计方法和地理信息系统(ArcGIS)的精细化空间插值技术，在对近54年新疆无霜冻期、葡萄生长季(4～9月)干燥度指数和大风日数等对酿酒葡萄生长发育、产量形成和品质优劣具有决定意义的气候要素时空变化规律进行分析的基础上，根据酿酒葡萄气候区划指标，研究分析气候变化对新疆酿酒葡萄种植区划的影响，以期为适应气候变化，科学合理地制定和安排新疆酿酒葡萄种植区域和发展规划，采取趋利避害的生产管理技术措施，促进新疆酿酒葡萄种植和葡萄酒产业的持续稳定发展提供参考依据。

1 资料和方法

1.1 研究区域和资料来源

使用新疆境内101个资料序列较长的气象站1961～2014年的逐日气象资料，结合地理信息系统的精细化空间插值技术，研究分析气候变化对新疆酿酒葡萄种植区划的影响。各站气象数据和新疆1： 50000地理信息数据由新疆气象信息中心提供。

1.2 区划指标的确定

1.2.1 新疆酿酒葡萄生产与气候条件的关系

新疆酿酒葡萄从萌芽到浆果完全成熟大多在夏半年的4～9月，为便于分析，文章将4～9月确定为新疆酿酒葡萄生长季。以下就新疆酿酒葡萄生长季光、热、水等气候资源以及大风灾害对酿酒葡萄生长发育、产量形成和品质优劣的影响进行初步分析。

(1)光照条件。葡萄为典型的喜光植物，光照充足则枝蔓生长健壮，花芽分化良好，葡萄果实产量高、品质佳[16]。新疆光照资源充足，酿酒葡萄生长季的4～9月大部分地区日照时数在1 800～2 000 h[16]，光照条件能够满足酿酒葡萄生长发育和优质高产的需求。

(2)热量条件。葡萄为喜温树种，对热量条件要求较高，≥10℃积温和无霜冻期是衡量某一地区热量条件对酿酒葡萄种植适宜程度的重要指标[1-13]。由于新疆地处欧亚大陆腹地，属典型的温带大陆性干旱气候区，具有冬季寒冷，夏季炎热，热量条件高度集中于5～8月，春、秋季气温波动较大的特点，因此，无霜冻期的地域性和年际间差异明显，对葡萄等特色林果以及棉花、玉米等喜温作物的生产影响较大[14， 16， 22]，而≥10℃积温的地域性或年际间差异则相对较小。一般无霜冻期能够满足某种作物生长的地区，≥10℃积温也大多都能满足[16]。李华等[2， 30]也指出，无霜冻期是评价一个地区酿酒葡萄热量条件适宜程度的理想指标。对于地域辽阔，地形地貌复杂的新疆，各地热量条件尤其是无霜冻期差异悬殊，因此，无霜冻期是决定新疆酿酒葡萄能否种植的关键气候因素。

(3)水分条件。葡萄是需水量较多的果树[16]，新疆绿洲平原地带虽降水稀少，大部区域4～9月降水量一般不足100mm，但较丰沛的山区降水和高山冰川积雪融水所汇集的河川径流和地下水为满足葡萄灌溉提供了稳定的水资源保证，因此降水不是制约新疆酿酒葡萄生长发育的气候因子。相反，降水少、空气干燥反而利于葡萄果实品质的提高[14， 16]。但新疆部分地区气候仍较为湿润，对酿酒葡萄品质有一定影响。

(4)大风灾害。大风是影响新疆部分地区葡萄生长发育、产量形成的主要气象灾害，葡萄生长季大风日数多，将致使叶片蒸腾剧增，生理干旱加剧，开花授粉不良，严重的还会导致葡萄枝蔓和叶片遭受机械损伤，果粒果穗脱落严重等，对葡萄产量和品质有较大影响[14， 16]。

1.2.2 酿酒葡萄气候区划指标的确定

上述分析表明，无霜冻期是影响新疆酿酒葡萄生长发育、产量形成的主要气候因素，大风是主要气象灾害，气候的干燥程度对酿酒葡萄品质有直接影响。结合前人研究成果[2， 16， 30]，这里以无霜冻期、葡萄生长季(4～9月)干燥度和大风日数作为新疆酿酒葡萄气候区划指标，具体标准见表1。由于以上3项气候要素对酿酒葡萄的影响是相互独立的，具有不可替代性，因此，该3项气候指标必须同时具备。

表1 新疆酿酒葡萄种植气候区划指标

1.3 区划指标的统计方法

1.3.1 无霜冻期

春季最后一次日最低气温≤0℃之日称作终霜冻日，秋季第一次出现日最低气温≤0℃之日称作初霜冻日，将一年中终霜冻日至初霜冻日之间的天数称作无霜冻期[16， 23]。

1.3.2 4～9月干燥度

干燥度表示大气降水和作物需水量之间的相对平衡关系，其表达式为[2， 6， 7， 13， 30]：

K=0.8×ETo/P

(1)

式(1)中，K为4～9月干燥度； P为4～9月降水量(mm)； ETO为4～9月潜在蒸散量(mm)。

该文采用1998年联合国粮农组织(FAO)推荐的Penman-Monteith公式计算潜在蒸散量。公式的具体形式如下[31]：

(2)

式(2)中，ETO为潜在蒸散量(mm/m2)，Rn是冠层表面净辐射(MJ/m2·d)，G是土壤热通量(MJ/m2·d)，Δ为饱和水气压曲线在气温为T时的斜率(KPa/℃)，T为平均气温(℃)，γ为干湿表常数(KPa/℃)，U2为距地面2m高处的风速(m/s)，ea为饱和水汽压(KPa)，ed为实际水汽压(KPa)。各月的潜在蒸散量值等于利用上述公式计算的值分别乘以当月的天数， 4～9月潜在蒸散量为期间各月潜在蒸散量之和。

1.3.3 4～9月大风日数

瞬间风速≥17m/s的风称作大风。某一日有大风出现，则该日称为大风日[16]。4～9月大风日数的总和称作酿酒葡萄生长季大风日数。

1.4 气候要素变化趋势及突变分析

分别用线性倾向率、累积距平以及t检验[32]对1961～2014年新疆无霜冻期、4～9月干燥度和大风日数的变化趋势、突变特征进行分析和检测。

1.5 气候要素的栅格化数学模型

新疆地域辽阔，地形地貌复杂，气候类型多样，但气象站点稀疏，为提高气候要素空间分布式模拟的精度，该研究采用混合插值法(宏观地理因子的三维二次趋势面模拟与反距离加权残差订正相结合)对新疆无霜冻期、4～9月干燥度和大风日数进行500 m×500 m栅格点的空间插值模拟[20-25]，即：

p=p(λ，φ，h)+ε=(b0+b1λ+b2φ+b3h+b4λφ+b5φh+b6λh+b7λ2+b8φ2+b9h2)+ε

(3)

式中，p为栅格点的气候要素模拟值； p(λ，φ，h)为宏观地理因子对气候要素的影响； ε为局部小地形因子和随机因素对气候要素的影响，即残差项； λ为栅格点的平均经度(°)； φ为栅格点的平均纬度(°)； h为栅格点的平均海拔高度(100 m)； b0～b9为待定系数。

残差项ε的插值运算采取反距离加权法(IDW)，具体的插值计算式公为[19-27]：

(4)

式中，ε为各气候要素残差项的栅格点模拟值； n为用于插值的气象站点的数目； εi为第i个气象站点气候要素的实际残差项值； di为插值的栅格点与第i个气象站点之间的欧氏距离； k为距离的幂。

2 结果与分析

2.1 各气候要素的变化趋势、突变特征

2.1.1 无霜冻期

1961～2014年，新疆无霜冻期总体以3.57d/10a的倾向率呈显著(α=0.001)延长趋势(图1)， 54年来延长了19.3d。由1961～2014年新疆无霜冻期序列的累积距平可以看出， 1996年出现了累积距平的最小值(图1)，对1961～1996年和1997～2014年无霜冻期进行t检验，结果表明(表2)，|t0|=6.542 6>tα=0.001，通过了α=0.001的信度水平检验，这说明，近54年新疆无霜冻期于1997年发生了突变。突变后较突变前全疆平均无霜冻期延长了11.2d。

2.1.2 4～9月干燥度

1961～2014年，新疆4～9月干燥度总体以-0.40/10a的倾向率呈显著(α=0.001)减小趋势(图2)， 54年来减小了2.2。由1961～2014年新疆4～9月干燥度序列的累积距平可以看出， 1986年出现了累积距平的最大值(图2)，对1961～1986年和1987～2014年4～9月干燥度进行t检验，结果表明(表2)，|t0|=4.873 4>tα=0.001，通过了α=0.001的信度水平检验，这说明，近54年新疆4～9月干燥度于1987年发生了突变。突变后较突变前全疆平均4～9月干燥度减小了1.5。

图1 1961～2014年新疆无霜冻期的变化 图2 1961～2014年新疆4～9月干燥度的变化

图3 1961～2014年新疆夏半年大风日数的变化

2.1.3 4～9月大风日数

1961～2014年，新疆4～9月大风日数总体以-3.10d/10a的倾向率呈显著(α=0.001)减少趋势(图3)， 54年来减少了16.7d。由1961～2014年新疆4～9月大风日数序列的累积距平可以看出， 1985年出现了累积距平的最小值(图3)，对1961～1985年和1986～2014年4～9月大风日数进行t检验，结果表明(表2)，|t0|=17.112 5>tα=0.001，通过了α=0.001的信度水平检验，说明近54年新疆4～9月大风日数于1986年发生了突变。突变后较突变前全疆平均4～9月大风日数减小了9.5d。

2.2 各气候要素空间分布的变化

上述分析表明， 1961～2014年新疆无霜冻期呈显著增多趋势， 4～9月干燥度和大风日数呈显著减小(少)趋势，并且上述要素分别于1997年、1987年和1986年发生了突变。为便于分析，也为了更好地体现各气候要素的变化对酿酒葡萄气候区划的综合影响，该文以三要素中发生突变最迟的无霜冻期的突变年1997年为时间节点，探讨1997年前(1961～1996年)、后(1997～2014年)各气候要素空间分布的差异[28， 33]。

表2 新疆无霜冻期、4～9月干燥度和大风日数突变点信度检验

2.2.1 无霜冻期

新疆的无霜冻期表现为“南疆长，北疆短； 平原和盆地长，山区短”的空间分布格局(图4)。以对酿酒葡萄种植适宜程度(表1)分级的无霜冻期的分布情况来看， 1997年前无霜冻期多于220d的区域仅在南疆的塔里木盆地西南缘和东疆的吐鲁番、哈密盆地(以下简称吐哈盆地)腹地有零星分布； 200～220d的区域主要在塔里木盆地西北部海拔高度1 100m以下以及盆地西南部1 520m以下的广大平原地带，另在吐哈盆地海拔高度不超过410m的盆地腹地也有少量分布； 180～200d的区域主要分布在塔里木盆地周边海拔高度1 100～1 700m、准噶尔盆地西南缘海拔高度不超过700m的山前倾斜平原地带，另外，在吐哈盆地周边海拔高度410～800m的盆地边缘地带也有分布； 160～180d的区域主要在准噶尔盆地海拔高度700～1 000m，吐哈盆地海拔高度800～1100m的区域。另外，塔里木盆地周边海拔1 700～1 900m的低山、丘陵地带也呈带状出现； 在无霜冻期160～180d区域海拔上限以上或纬度北界以北的地带无霜冻期一般不足160d(图4a)。

1997年后较其之前，虽无霜冻期的分布格局大体相同，但各级无霜冻期分布带的海拔上限均不同程度的抬升，其中，北疆和吐哈盆地抬升200～300m，塔里木盆地抬升100～150m，受其影响，无霜冻期多于220d的区域在塔里木盆地和吐哈盆地均明显扩大； 200～220d的区域在塔里木盆地明显东扩，在吐哈盆地有所扩大，与此同时，在准噶尔盆地西南部海拔高度不超过400 m的地区也有规模、连片的出现； 180～200d的区域在南疆明显压缩，而北疆有所扩大并向东扩展； 160～180d的区域在北疆明显北抬，南疆有所压缩； 无霜冻期不足160d的区域有所减小，其中，北疆减小更为明显(图4b)。

图4 1961～1996年(a)和1997～2014年(b)新疆无霜冻期的空间分布

2.2.2 4～9月干燥度

新疆4～9月干燥度的空间分布总体呈现“平原和盆地大，山区小”的格局(图5)。以对酿酒葡萄种植适宜程度(表1)分级的1997年前4～9月干燥度的分布情况来看(图5a)，南疆的塔里木盆地、北疆的准噶尔盆地以及东疆的吐哈密盆地几乎完全被干燥度≥3.5的区域所覆盖； 1.6～3.5的区域主要分布在准噶尔盆地周边山前倾斜平原和低山、丘陵地带以及塔里木盆地和吐哈盆地周边中、低山带； 1.0～1.6的区域分布在阿勒泰山南坡、天山北坡海拔1 200～2 000m的中低山带以及天山南坡、昆仑山北坡海拔3 000～4 000m的中山带； 天山海拔2 000～3 000m以上及昆仑山海拔4 000～4 500m以上的高山带4～9月干燥度一般<1.0。

尽管1997年后较其之前新疆气候有较明显的变湿趋势，但对4～9月干燥度的分布格局影响不大，仅干燥度<1.0和1.0～1.6分区的海拔下限向低海拔区域降低了200～300m左右，受其影响，山区干燥度<1.0和1.0～1.6的区域有所增大， 1.6～3.5的区域略有压缩，但≥3.5的区域无明显变化(图5b)。

图5 1961～1996年(a)和1997～2014年(b)新疆4～9月干燥度的空间分布

2.2.3 4～9月大风日数

受大气环流和地形、地貌的综合影响，新疆4～9月大风日数的空间分布总体呈现“北疆多，南疆少； 东部和西部多，中部少； 峡谷和山口地带多，平原少”的特点(图6)。1997年前新疆4～9月大风日数50d以上的区域主要分布在北疆的阿拉山口和达坂城等峡谷地带以及东疆的三塘湖至淖毛湖戈壁和瞭墩至十三间房的“百里风区”等地； 30～50d的区域主要出现在上述峡谷或风区的下游地区，具体包括阿勒泰地区西部的额尔齐斯河谷、塔城地区西部和中部、克拉玛依市北部以及吐哈盆地大部； 北疆大部、南疆东部、哈密盆地中部为15～30d； 南疆大部4～9月大风日数一般不足15d(图6a)。

1997年后与其之前相比，新疆4～9月大风日数的空间分布格局大体相同，但大风日数30d以上的区域明显缩小，其中，北疆西部、吐哈盆地以及南疆东部减小尤为显著； 15～30d 的区域北疆明显缩小，南疆和东疆有所扩大； 但4～9月大风日数不足15d的区域明显扩大，其中北疆扩大更为显著(图6b)。

图6 1961～1996年(a)和1997～2014年(b)新疆4～9月大风日数的空间分布

2.3 酿酒葡萄气候区划的变化

根据对酿酒葡萄的适宜程度，分别对1997年前、后无霜冻期、4～9月干燥度和大风日数的栅格数据在ArcGis10.0平台上进行等级划分，并将三要素的等级栅格数据进行叠加处理，获得了1997年前、后新疆酿酒葡萄种植气候区划(图7)。

图7 1961～1996年(a)和1997～2014年(b)新疆酿酒葡萄种植农业气候区划

2.3.1 最适宜种植区

1997年前新疆酿酒葡萄最适宜种植区主要分布在南疆的塔里木盆地中部，另在盆地西部山前冲击、洪击平原地带也有少量出现，面积为28.26万km2，占新疆总面积的17.0%(表3)。受气候变暖的影响， 1997年后，塔里木盆地中部无霜冻期≥220d区域明显增大，高温对该地酿酒葡萄的影响开始显现[2， 29]，因此，南疆酿酒葡萄最适宜种植区的主体由塔里木盆地中部向盆地中东部和北部的山前倾斜平原地带转移。另在北疆的准噶尔盆地西南缘、伊犁河谷西部以及东疆的吐哈盆地也有部分出现。1997年后酿酒葡萄最适宜种植区面积降至22.06万km2，较1997年前减小了6.201万km2，占比减小3.7个百分点。最适宜种植区热量和干湿气候条件均非常适宜酿酒葡萄的种植，且大风灾害很少，是新疆最理想的优质酿酒葡萄种植和发展区域。

2.3.2 适宜种植区

1997年前新疆酿酒葡萄适宜种植区主要分布在南疆塔里木盆地周边的山前倾斜平原和冲积、洪积平原地带，北疆的准噶尔盆地西南部、伊犁河谷西部，以及东疆的吐哈盆地中部，面积为26.67万km2，占新疆总面积的16.0%(表3)。1997年后，其分布区域明显扩大，具体表现在，塔里木盆地大部、北疆沿天山一带、伊犁河谷以及东疆的吐哈盆地大部已被该区所覆盖，其面积增至52.30万km2，较1997年前增大了25.63万km2，占比增大15.4个百分点。适宜种植区的气候条件对酿酒葡萄生长发育、产量形成的适宜程度总体稍逊于最适宜区，但各地的影响因素有所不同，南疆的塔里木盆地中部和东疆吐哈盆地腹地主要受夏季高温(无霜冻期≥220d)的影响，而北疆以及南疆的山前倾斜平原和冲积、洪积平原地带主要是热量条件稍显不足(无霜冻期只有180～200d)，个别地区4～9月大风日数偏多(15～30d)对酿酒葡萄也有一定影响。

2.3.3 次适宜区

1997年前新疆酿酒葡萄次适宜种植区主要分布在北疆沿天山一带、东疆的吐哈盆地大部以及南疆东部的罗布泊地区，面积为29.02万km2，占新疆总面积的17.4%。1997年后，次适宜区在北疆明显向高纬度、高海拔地区转移，在南疆和东疆其范围明显减小。其影响， 1997年后新疆酿酒葡萄的次适宜种植区面积较1997年前缩小了7.432万km2，占比减小4.4个百分点(表3)。热量条件总体不足(无霜冻期只有160～180d)是影响新疆次适宜区酿酒葡萄种植的主要因素。另外，部分地区虽热量和干湿气候条件均较适宜，但4～9月大风日数较多(30～50d)，对酿酒葡萄种植也有较大影响。

表3 1997年前后新疆酿酒葡萄不同气候适宜区面积的变化

2.3.4 不宜种植区

阿勒泰山、天山、昆仑山区以及北疆北部、阿拉山口、达坂城等峡谷地带，东疆的三塘湖至淖毛湖戈壁和瞭墩至十三间房“百里风区”等地均为新疆酿酒葡萄不宜种植区。1997年前其面积为82.5万km2，占新疆总面积的49.6%。1997年后，不适宜种植区的分布格局没有大的变化，但其范围明显减小，较1997年前面积缩小了11.99万km2，缩小7.2个百分点(表3)。各不适宜区制约酿酒葡萄种植的主要气候因素分别是，阿勒泰山、天山、昆仑山区和北疆北部热量条件严重匮乏(无霜冻期不足160d)，而阿拉山口、达坂城峡谷以及三塘湖至淖毛湖和瞭墩至十三间房等风口风线地带则是4～9月大风日数多于50d之故。

3 结论与讨论

(1)新疆无霜冻期表现为“南疆长，北疆短； 平原和盆地长，山区短”， 4～9月干燥度为“平原和盆地大，山区小”， 4～9月大风日数呈现“北疆多，南疆少； 东部和西部多，中部少； 峡谷和山口地带多，平原地区少”的空间分布特点。

(2)1961～2014年，新疆无霜冻期总体以3.57d/10a的倾向率呈显著(α=0.001)延长趋势， 4～9月干燥度和大风日数分别以-0.40/10a和-3.10d/10a的倾向率呈显著减小(少)趋势，上述要素分别于1997年、1987年和1986年发生了突变。

(3)受气候变化的影响， 1997年后较其之前，新疆酿酒葡萄最适宜种植区减小了6.201万km2，占比减小3.7个百分点； 适宜种植区增大了25.63万km2，占比增大15.4个百分点； 次适宜种植区和不宜种植区分别缩小了7.432万km2和11.99万km2，占比分别减小4.4和7.2个百分点。

(4)气候变化对新疆酿酒葡萄种植的影响具有明显的区域性差异。近54年，尤其是1997年以来新疆热量条件明显改善，无霜冻期显著延长，这对热量条件总体不足的北疆葡萄产区和塔里木盆地周边山前冲积、洪积平原和低山丘陵地带的葡萄种植区来说无疑具有积极意义，但对塔里木盆地中部和吐哈盆地腹地则会因夏季高温的增多而对酿酒葡萄种植产生一定不利影响。新疆气候总体十分干燥，尽管1997年后较其之前气候有较明显的变湿趋势，但对新疆酿酒葡萄种植区划无明显影响。4～9月大风日数明显减小，这为部分热量和干湿气候条件适宜但多大风天气地区发展酿酒葡萄种植创造了有利条件。因此，各地应根据当地气候特点及其变化规律，合理调整酿酒葡萄种植区域，充分利用农业气候资源，最大限度地规避大风等气象灾害，促进新疆酿酒葡萄产业的持续稳定发展。

(5)该区划研究结果与前人在该领域研究大体相同，但由于采取了基于ArcGIS的气候要素的精细化空间插值技术，并考虑了新疆大风日数对酿酒葡萄种植影响的实际，因此，区划的精细化程度明显提高，区划结果与新疆酿酒葡萄种植区的实际以及远景规划也更为吻合[7-8， 14， 17]。

需要指出的是，农作物(果树)种植气候区划只是农业区划的一项基础性部门区划[34]。酿酒葡萄种植区域的确定不仅受以热量、干燥度和大风日数为主的气候因素的影响，同时还受市场状况、种植技术、土壤和灌溉条件等因素的制约[2-5， 17]。因此，在该研究工作的基础上，统筹考虑自然、社会和经济因素对酿酒葡萄生产的综合影响，制定更加符合新疆实际的酿酒葡萄种植区划和发展规划，是今后新疆酿酒葡萄种植业发展需重点研究的工作之一。

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IMPACT OF CLIMATE CHANGE ON WINE GRAPE-PLANTING CLIMATIC DIVISION IN XINJIANG*

Zhang Shanqing1，PuZongchao2※，Ji Chunrong3，Li Jinglin1，Li Xinjian1，Fu Weidong1，Gu Ran1，Zheng Xinqian1

(1.Xinjiang Agrometeorological Bureau，Urumqi 830002，China； 2.Urumqi Meteorological Bureau of Xinjiang，Urumqi 830002，China；3.Institute of Desert Meteorology，Urumqi, Xinjiang 830002，China)

Under the background of climate change, the changes of climatic zoning of wine grape planting in Xinjiang have important significance in adapting climate change, fully rational use of agricultural climate resources, and promoting the sustainable and stable development of the Xinjiang wine grape industry. In this paper, based on climatic data from 101 meteorological stations from 1961 to 2014, the fundamental spatial-temporal change characteristic of annual frost-free dates, aridity and strong wind days from April to September were analyzed by using the methods of linear regression, accumulative anomaly, T-test and mixed spatial interpolation technology based on ArcGIS. And then the impact of climate change on wine grape planting zoning was studied by combining with the wine grape planting climate division index. The main results showed, spatial distribution of annual frost-free dates, aridity and strong wind days had very obvious difference in Xinjiang. Generally, annual frost-free dates and aridity in south were higher than that in north, and higher in plain and basin region than that in mountain regions. Strong wind days were more in canyon and mountain pass in north, east and west than that in plain and basin regions. In recent 54 years, the annual frost-free dates increased with a rate of 3.57d/10a, while the aridity and strong wind days decreased with rates of -0.40/10a and -0.31d/10a, but it had mutation in 1997, 1987 and 1986, respectively. The most suitable areas of wine grape planting decreased 6.201×104km2with 3.7%, the suitable areas increased 2.563×105km2with 15.4%, and the sub-suitable areas and unsuitable areas decreased 7.432×104km2and 1.199×105km2, with 4.4% and 7.2%, respectively. The climate change had positive and negative effects on wine grape planting in Xinjiang region, but overall the advantages outweighed the disadvantages. This had important significance in promoting wine grape industry development.

climate change; geographic information system (GIS); wine grape-planting; climatic division; Xinjiang region

10.7621/cjarrp.1005-9121.20160921

2015-12-04

张山清(1966—)，女，陕西靖边人，硕士、高级工程师。研究方向：气候变化与应用气象。

※通讯作者：普宗朝(1965—)，男，河南沈丘人，高级工程师。研究方向：农业气象。Email：puzongchao@163.com

*资助项目：国家自然科学基金“基于新疆红枣和核桃生理特性变化的越冬冻害指标研究”(41375122)； 新疆自治区林业发展补助资金项目“新疆特色林果质量控制发展战略研究”(2016002)； 新疆气象局科研课题面上项目“气候变化背景下天山北坡经济带设施农业气候区划”(MS201512)

S663.1; S162.2

A

1005-9121[2016]09-0125-10