寒冷气候葡萄栽培体系中的霜冻风险、物候与适应

《Agricultural Systems》:Frost risk, phenology and adaptation in cold-climate viticultural systems

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月17日 来源:Agricultural Systems 6.2

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   •变暖可能减少霜冻发生频率,但同时增加物候暴露期。•霜冻风险与气候、物候、抗寒性和 vineyard 条件密切相关。•管理措施应与风险制度、干预阶段和目标相匹配。•选址应综合考虑热适宜性和当地霜冻暴露情况。•新兴产区需要具备运营可行性,而不仅仅是热适宜性。引言气候变化正在日益

  
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    变暖可能减少霜冻发生频率,但同时增加物候暴露期。
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    霜冻风险与气候、物候、抗寒性和 vineyard 条件密切相关。
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    管理措施应与风险制度、干预阶段和目标相匹配。
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    选址应综合考虑热适宜性和当地霜冻暴露情况。
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    新兴产区需要具备运营可行性,而不仅仅是热适宜性。

引言

气候变化正在日益重塑葡萄栽培业,既改变了葡萄园的地理分布,也改变了葡萄生产的条件。大多数研究聚焦于气温升高、热浪和水资源短缺作为影响葡萄性能、葡萄酒质量和区域适宜性的主要风险(Ardakani 等,2026;Ríos-Nu?ez 等,2026;Mancuso 等,2026;Fonseca 等,2025;O'Brien 等,2025;Gutiérrez-Gamboa 和 Fourment,2025;Van Leeuwen 等,2024;Fraga 等,2016;Hannah 等,2013)。因此,葡萄栽培系统中的适应策略主要集中于缓解热应激、干旱和水资源限制。
在这一适应背景下,葡萄园设计和冠层管理已成为调控植物对气候变异性响应的工具。棚架系统、修剪方法和冠层结构被广泛用于改变葡萄藤的结构和微气候暴露。在冷凉气候区的葡萄栽培中,这些系统通常被设计为通过相对开放的冠层最大化太阳截获(Danko 等,2024),而较温暖的地区则倾向于优先采用遮荫策略以减轻热应激(Miccichè 等,2025)。然而,这些方法涉及重要的权衡取舍,因为增加暴露可能改善成熟,但同时也会增加对霜冻等气候灾害的脆弱性。尽管这些结构性适应措施具有重要意义,但它们很少被直接研究与极端霜冻事件的关系。
农艺适应策略同样侧重于灌溉管理、冠层调整、土壤保护和耐受性强的植物材料(Baltazar 等,2025;Reta 等,2025;Larrey 等,2025;Chen 等,2024;Sánchez-Ortiz 等,2024;Losciale 等,2024)。相比之下,霜冻、冰雹和强降水等极端事件仍然相对缺乏研究,尽管它们具备对葡萄园生产力和系统稳定性造成严重且即时影响的能力。这种不平衡反映了在农业系统中更倾向于优先考虑渐进性气候压力而非周期性但高影响风险的普遍倾向。
霜冻事件在冷凉和寒冷气候区的葡萄栽培中尤为重要,因为葡萄藤的生长发育与季节性温度动态密切相关。出芽后发生的晚春霜冻会损伤幼嫩组织和生殖器官,直接影响产量、葡萄藤结构和长期生产力(Kar 等,2024;Zombardo 等,2025)。虽然气候变化影响研究通常假设变暖将通过降低霜冻频率和提高最低气温来减少霜冻风险(IPCC,2021;Vautard 等,2023),但越来越多的证据表明这种解读过于简单化。
在许多地区,变暖使物候发育提前,导致出芽提前,并延长了对生长季中仍持续发生的霜冻事件的暴露期(Sgubin 等,2018;Mosedale 等,2015;Meier 等,2018)。因此,霜冻风险并不一定在下降,而是通过气候条件与植物发育之间时间关系的变化被重新塑造。这凸显了不仅要考虑霜冻频率,还要考虑霜冻发生时间与敏感物候阶段之间关系的重要性。
气候变暖可能不会消除霜冻风险,而是可能在时间维度上重新分配风险,恰好在葡萄藤最敏感的时期增加其脆弱性。气候模型研究通常通过温度趋势和事件频率来解释霜冻风险,往往在变暖情景下暗示危害正在下降。与此相反,生理学研究显示抗寒性具有高度动态性,快速去驯化会在关键发育阶段增加脆弱性(Keller,2020;De Rosa 等,2021;Rahemi 等,2022)。农艺研究进一步证明,霜冻损害仍然是受当地条件、空间变异性和管理实践影响而持续存在且具有重要经济意义的制约因素(Verdugo-Vásquez 等,2023;Badr 等,2018)。葡萄栽培中的适应选择取决于区域气候和生产条件(Resco 等,2016)。然而,现有文献在气候预测、植物生理学和葡萄园层面结果之间仍然分散,限制了对霜冻风险如何产生和表达的系统性理解。
在这一背景下,"霜冻悖论"的概念提供了一个有用的框架来整合这些视角。这一悖论在于霜冻频率下降与脆弱性增加同时并存——变暖减少了霜冻发生频率,但同时使物候发育提前,扩大了对有害条件的暴露。
为了应对这些局限性,本研究对2015年至2025年间发表的关于寒冷和冷凉气候区葡萄栽培霜冻风险的科学文献进行了系统综述。采用PRISMA方法(Page 等,2021),该综述考察了霜冻风险在气候、生理和农艺视角下是如何被概念化、分析和管理的。通过识别主导性的分析模式和潜在机制,本研究为霜冻风险的系统性理解做出了贡献,强调了时间动态、植物脆弱性和领地变异性在寒冷和冷凉气候区葡萄栽培系统内的相互作用。通过区分成熟和新兴葡萄栽培产区,该综述进一步将现有证据转化为管理原则,明确在不同的领地风险制度下、不同葡萄园发育阶段和不同适应目标下哪些策略可能是适当的。

各章节摘要

材料与方法

本系统综述按照PRISMA(系统综述和Meta分析首选报告条目)指南进行(Page 等,2021)。该综述旨在系统性地检查和综合寒冷和冷凉气候区葡萄栽培霜冻风险方面的科学文献,分析该现象是如何被概念化、评估和管理的,并强调其作为气候变化条件下日益重要的关键制约因素的重要性。

综述文章中识别到的地理分布

与本系统综述主题相关的科学产出最高的国家分别是意大利(n?=?6)、美国(n?=?5)、加拿大(n?=?4)和法国(n?=?3),反映了研究主要集中在北半球的地区,这些地区葡萄栽培业已充分建立或正在扩张,且研究活动更为广泛。
图2展示了本研究所收集数据的30篇文章的地理分布。
本综述识别出三个

作为系统性风险的霜冻悖论

寒冷和冷凉气候区葡萄栽培中的霜冻风险不能仅从霜冻发生情况来推断。气候模型研究报告称,在变暖条件下,最低气温上升、无霜期延长且霜冻天数减少(Hewer 和 Gough,2021;Novikova 和 Ozerski,2022;Vautard 等,2023)。然而,这些趋势并不必然意味着葡萄园损失会按比例减少。出芽时间的提前速度可能快于最后一次春霜日期的变化,从而延长了

结论

寒冷气候区葡萄栽培中的霜冻风险日益受到气候趋势与物候暴露之间脱节的影响,这挑战了变暖必然减少霜冻危害的假设。气候模型通常依赖于温度趋势、霜冻频率和生物气候指数(Meier 等,2018;Sgubin 等,2018;Mosedale 等,2015;Vautard 等,2023;Llanaj 和 McGregor,2022;Schultze 等,2016a,Schultze 等,2016b;Schultze 和 Sabbatini,2022;

CRediT 作者贡献声明

Sandra Ríos-Nú?ez: 撰写——审阅与编辑,撰写——初稿,验证,调研,资金获取,正式分析,概念构思。Matteo Radice: 撰写——审阅与编辑,监督指导,方法论。Andrea Durofil: 可视化,方法论。

利益冲突声明

作者声明以下可能被视作潜在利益冲突的财务利益/人际关系:Sandra Rios-Nunez 报告称,其获得了智利瓦尔帕莱索天主教大学提供的财务支持。若存在其他作者,他们声明没有已知的竞争性财务利益或可能影响本论文所报告工作的个人关系。

致谢

本研究由国家研究与发展局-ANID资助:ANID CTI250006项目,智利。作者感谢厄瓜多尔亚马逊州立大学的协助。
Sandra Ríos-Nú?ez|Matteo Radice|Andrea Durofil
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