基于微气候模型NicheMapR与STICS作物模型耦合的葡萄园气候变化影响精准评估

本研究针对气候变化对葡萄园物候期和产量的影响，创新性地结合NicheMapR微气候模型（10 m分辨率）与STICS作物模型，量化了葡萄牙两个典型产区在RCP4.5/RCP8.5情景下的物候期提前和减产趋势。成果为精准农业提供了高分辨率气候适应性框架，对全球葡萄酒产业可持续发展具有重要指导意义。

　　

在全球气候变化加剧的背景下，葡萄酒产业正面临前所未有的挑战。温度升高、降水模式改变以及极端天气事件频发，直接影响葡萄的物候期进程、果实品质和最终产量。传统的气候评估方法由于空间分辨率不足（通常为1-10 km），难以捕捉葡萄园内部因地形、海拔等因素形成的微气候差异，而这恰恰是决定"风土条件"（terroir）的核心要素。葡萄牙作为旧世界葡萄酒产区的代表，其著名的杜罗河（Douro）和阿连特茹（Alentejo）产区正经历着生长季缩短、糖酸比失衡等典型气候胁迫问题。

针对这一科学难题，研究人员开展了一项创新性研究，通过耦合NicheMapR微气候模型与STICS作物模型，首次实现了10米空间分辨率的葡萄园气候影响评估。研究选取葡萄牙两个典型酒庄——杜罗产区的"Quinta do Bomfim"（种植Touriga Franca品种）和阿连特茹的"Herdade do Espor?o"（种植Touriga Nacional品种）作为研究对象，利用历史观测数据（1981-2010）和未来气候情景（RCP4.5/RCP8.5，2041-2100），系统量化了微气候变化对葡萄物候期和产量的影响。这项重要成果发表在农林科学领域权威期刊《European Journal of Agronomy》上。

研究团队采用了三项关键技术方法：首先通过NicheMapR模型将ERA5-Land气候数据降尺度至10米分辨率，结合局部气象站数据采用平滑样条法进行偏差校正；其次利用STICS模型整合土壤-植物-大气连续体过程，校准了葡萄物候参数；最后通过3个RCM-GCM模型链集成分析未来气候不确定性。所有模拟均基于实测数据进行验证，确保了结果的可靠性。

【微气候数据】结果显示，复杂地形的Quinta do Bomfim vineyard温度空间变异达0.5-0.6°C，显著高于地势平坦的Herdade do Espor?o（<0.1°C）。RCP8.5情景下，两产区2041-2070年的年平均温度将分别上升2.8°C和3.1°C，降水变率增加15-20%。

【产量与物候特征】最引人注目的发现是：在RCP8.5-2071-2100情景下，Touriga Franca的产量中位数将骤降至3060 kg ha^-1
（历史基线4899 kg ha^-1
），Touriga Nacional降至3670 kg ha^-1
（历史8336 kg ha^-1
）。关键物候期显著提前：开花期（FLO）从第144日提前至122日，果实膨大期（DRP）从155日提前至132日，生理成熟期（MAT）从249日提前至212日，收获期（REC）从257日提前至230日。这表明葡萄生长周期将缩短约27天，严重影响次生代谢产物的积累。

【讨论与结论】这项研究首次证实了微气候分辨率对葡萄园适应性管理的关键价值。相比传统气候模型，10米分辨率数据能识别出同一葡萄园内因海拔差导致的1.5°C温差带，这对精准灌溉、品种布局等决策具有直接指导意义。研究提出的NicheMapR-STICS耦合框架具有普适性，可扩展至其他特色农作物（如咖啡、橄榄）的气候风险评估。

值得注意的是，该方法仍存在微气候-作物模型动态耦合不足等局限。未来研究需整合无人机遥感数据，实现植被冠层发展的实时反馈。当前成果已开始转化为GIS决策支持工具，帮助酒庄通过调整行向、覆盖作物等措施应对气候变化。这项研究不仅为葡萄酒产业提供了气候适应路线图，更为全球特色农业的可持续发展树立了精准评估的新范式。