Climate resilience of European wine regions
欧洲葡萄酒产区的气候韧性
作者：Simon Tsholl 等
意大利高山环境研究所
奥地利因斯布鲁克大学生态系
几个世纪以来，欧洲葡萄酒商对葡萄、环境和技术有了深刻的了解，从而酿造出最与众不同的葡萄酒。在许多地区，这种知识反映在葡萄酒地理标志(GI)系统中，但气候变化正在挑战这种历史结合。本文对欧洲1085个葡萄酒地理标志进行了气候变化脆弱性评估，并利用生物物理和社会经济指标提出了气候适应型发展路径。结果表明，南欧的葡萄酒产区是最脆弱的，东欧的水平也很高。脆弱性受到地理标志系统刚性的影响，这限制了葡萄品种的多样性，从而增加了对气候变化的敏感性。背景不足，如有限的社会经济资源，可能进一步加剧脆弱性。建立一个适应气候变化的葡萄酒行业需要重新思考地理标志体系，允许创新来弥补气候变化的负面影响。
地理标志(GI)的概念在定义葡萄酒的身份和建立产品的独特特征与产地之间的紧密联系方面起着至关重要的作用。事实上，许多世界上最著名的葡萄酒是因其产地而闻名，而不是因其葡萄品种而闻名。根据原产地对葡萄酒进行分类和管理的系统通常被称为地理标志(GI)，在欧洲可以找到最严格的规则，优质的地理标志葡萄酒被标记为受保护的原产地名称(PDO)。这些葡萄酒只能在法律规定的地区生产，这些地区是根据土壤类型、气候、历史或行政区划选择的。在定义葡萄酒法规时，人类和自然因素的存在与风土的历史概念有关:这是一个起源于法国的概念，指出地方(包括土地及其气候和人民)决定了产品。
气候变化对葡萄栽培的几个方面的影响越来越大，包括葡萄物候、葡萄成分和生长适宜性。这些生物物理变化要求种植者和生产者通过采用新的栽培技术、使用新品种或转移栽培地点来适应。然而，地理标志制度的法律刚性可能会损害葡萄酒产区在气候变化背景下适应和保护传统葡萄酒生产的能力，即地理标志恢复能力。例如，勃艮第和香槟以用黑皮诺酿造的葡萄酒而闻名。如果这些地区在某种程度上无法种植典型的黑比诺葡萄，它们将面临严重威胁。替代葡萄品种既不符合标签的要求，法律也不允许种植者在不修改葡萄酒产区规定的情况下从产区外采购葡萄或引进新的种植技术。因此，在许多葡萄酒产区，提高抗灾能力将取决于适应战略，这些战略要克服传统和立法惯例，包括更大的灵活性，以更好地支持不确定气候条件下酿酒业的可持续发展。
评估葡萄酒地理标志对气候变化的脆弱性有助于了解哪些地区受气候变化威胁最大，并支持开发潜在的适应措施，增强韧性的途径。脆弱性取决于每个葡萄酒产区的个体特征，包括气候暴露程度和敏感性，以及社会经济和生物物理资源的可用性，这在很大程度上决定了葡萄酒地理标志如何适应气候变化。暴露和敏感性的重要性已经得到了广泛的研究，例如，通过将气温或降水的变化与相关的葡萄参数联系起来，或分析葡萄多样性和品种更替如何影响未来的土地适宜性。虽然脆弱性评估已用于其他部门和其他作物，但就葡萄酒地理信息系统而言，脆弱性评估很少，迄今为止仅限于单一葡萄酒区域。此外，以往关于气候变化适应的研究主要侧重于生物气候压力，而法律和社会经济部分往往被忽视。因此，气候变化下地理标志系统的未来仍然知之甚少，我们对适应能力和气候变化脆弱性与葡萄酒地理标志恢复力之间的关系的认识非常有限。
在这项研究中，我们通过明确考虑其生物物理和社会经济特征及其监管规范，评估了欧洲1085个葡萄酒产区的气候变化脆弱性，这些葡萄酒都生产标有PDO的葡萄酒。我们使用了最近发布的关于欧洲葡萄酒GIs40的数据集，并结合了基于指数的方法，包括金融、生物物理和社会指标的集合。为了评估气候变化脆弱性，我们采用了政府间气候变化专门委员会(IPCC)开发的框架，并计算了考虑暴露、敏感性和适应能力的综合脆弱性指数。我们将(i)暴露度定义为对葡萄栽培重要的生物气候条件的预期变化；(ii)敏感性定义为PDO地区受气候相关刺激影响的程度，基于每个葡萄酒产区典型葡萄品种的历史生长条件(生物区域气候范围);(iii)适应能力定义为葡萄酒产区适应气候条件变化的潜力，考虑到五个不同的维度（金融、自然、物理、社会、经济和经济）（见方法）。我们进行了比较分析，为讨论与地理标志系统气候恢复和适应有关的未来可能的途径提供了基础。因此，研究结果是评估气候变化对欧洲指定葡萄酒地理标志影响的第一步，可以用来确定未来研究的重点。
1.对气候变化的暴露和敏感性：
气候变化一直影响着葡萄酒的生产，但目前的气候变化速度是前所未有的，挑战着有利的场地条件、最佳的葡萄品种和传统的葡萄栽培方法之间的历史结合。我们将暴露度定义为预计葡萄酒产区气候变化的程度，0表示暴露度最低的地区，1表示暴露度最高的地区。罗马尼亚、克罗地亚、保加利亚、意大利和匈牙利的暴露水平最高，平均暴露水平高于0.7(图1a)。其中许多地区位于山区，特别是亚平宁山脉、阿尔卑斯山脉和喀尔巴阡山脉。相比之下，在海洋对气候有强烈影响的地区，如葡萄牙或加那利群岛，以及在高纬度地区，如比利时和荷兰，暴露水平较低，平均暴露水平低于0.4。总的来说，大多数地区有气温升高的趋势，导致Huglin指数和Cool Night指数升高，并伴有干燥条件，如干燥指数下降所示(图1c)。观察到的趋势与其他使用CMIP-6情景的研究一致。我们的研究结果也与其他分析气候变化对欧洲葡萄栽培影响的研究一致，其中许多研究观察到的高水平影响与我们研究中的高暴露区域相对应。例如，预计意大利北部、西班牙中部、希腊和保加利亚的产量将大幅下降，西班牙、法国部分地区、意大利中部和北部以及东欧大部分地区的适宜性也将下降。为了解释未来气候预测中潜在的不确定性，我们还分析了本研究中使用的5种全球气候模型(GCMs)对欧洲温度和降水的模式分布(补充图5和6)。单个模式预测的较大差异表明未来气候预测的不确定性较高42。在更为悲观的情景中，这5种模式之间的温差在接近本世纪末时增大，特别是在一些中欧和东欧地区，这表明这些地区模式的不确定性更高。相比之下，5个气候模型之间的降水差异在山区(如欧洲阿尔卑斯山)最大，但在不同时期保持相似。
气候变化也在改变地理标志的传统特征，使气候条件要么更接近最佳气候条件，要么远离最佳气候条件。因此，敏感性水平描述了某一地区的葡萄栽培受到气候相关刺激的程度，这是基于传统栽培品种的气候范围。典型的葡萄品种对葡萄酒PDO尤其重要，因为保护特定产品名称和促进其独特性的监管文件大多是围绕特定的葡萄酒产品及其相关品种组织的。我们发现，南欧地区往往具有较高的敏感性水平，要么是由于葡萄品种谱有限，要么是由于温暖的气候条件接近其品种范围的上限(图1b)。然而，我们也发现了南欧的低敏感性地区，例如，Do Tejo (PT)，以及高纬度地区的高敏感性地区，例如香槟(FR)。在敏感性较低的地区，当前气候条件相对远低于某些品种的上限阈值，一些授权品种可能会受到气候变化的积极影响(图1d)。然而，这些积极影响在很大程度上取决于气候变化的幅度，并在气候条件发生更强烈变化时严重下降。因此，如果气候变化以目前的速度进行，我们现在所知道的大多数地理标志必然会发生变化，因为今天某一特定品种的最佳位置可能是未来另一不同品种的最佳位置。因此，栽培品种的多样性将是决定未来影响程度的关键因素。
物种特异性信息的缺乏，包括它们的空间分布和物候特征，严重限制了我们估计气候变化对地理信息系统未来影响的能力。例如，不同葡萄品种之间的物候特征差异很大，但详细的、特定品种的知识大多局限于占全球葡萄品种多样性约1%的国际品种。这只涵盖了目前在欧洲PDO地区上市的1000多个品种中的很小一部分。因此，在目前的方法中，我们使用地理标志的调节信息及其空间分布来估计每个品种的生物区域气候范围。然而，更广泛的品种的具体信息将允许对气候变化敏感性进行更彻底的评估，例如，通过使用物候模型或开发不同情景下单个品种的分布模型，从而更详细地分析气候变化脆弱性。
图1 |欧洲葡萄酒地理信息系统对气候变化的暴露和敏感性。a, b欧洲葡萄酒地理信息系统的气候变化暴露和敏感性图。这些地区以其地理中心来表示。背景中的深灰色区域代表山区。免费矢量和栅格地图数据@ naturalearthdata.com。c所有葡萄酒产区在ssp370情景下1981-2010年和1971-2100年HI、CNI和DI分布的直方图。d考虑到三个生物气候指数，在ssp370情景下和2041-2070期间，欧洲葡萄酒地理信息系统的敏感性与每个PDO具有气候变化潜在积极影响的品种份额(见方法)相关。蓝线表示两个变量之间的多项式模型。使用均值函数对每个x值的点进行聚合，以减少图中的点数。每个点代表n = 18个区域(区域总数= 1085)。每个点周围的灰色条表示95%的置信区间。HI Huglin指数，CNI凉爽夜晚指数，DI干燥指数，ES西班牙，PT葡萄牙。
2. 适应气候变化的能力：
为了适应和应对气候变化，地理标志区域需要获得能够促进实施适应战略的资源。适应能力是指一个地区适应气候变化的准备程度和潜力。为了评估欧洲葡萄酒产区的适应能力，我们确定了五个关键维度，这些维度表征了葡萄酒产区抵消气候变化负面影响的能力:(i)财务维度，描述了一个地区专门从事葡萄种植的农场的财务状况；ii)自然维度，反映区域内的地形气候多样性；(iii)物理维度，描述葡萄栽培基础设施和物质资产的存在；(iv)社会和(v)人的维度，这与人口特征有关，如年龄结构或就业、教育以及葡萄酒产区内的可用劳动力(补充图8-12)。我们总共考虑了15个适应能力指标，这些指标共同评估了葡萄酒产区适应气候变化的潜力(表1)。有关所考虑的指标、计算方法、单位和纳入它们背后的理由的更详细信息，请参阅方法部分以及补充说明1。
表1 适应能力指标
一些适应能力最高的欧洲葡萄酒产区位于欧洲阿尔卑斯山脉内部或附近，以及亚平宁山脉沿岸(即意大利半岛西海岸)(图2a)，例如科内利亚诺瓦尔多比亚德尼普罗赛克(IT)和上阿迪吉(IT)(图2b)。斯洛文尼亚和意大利是适应能力水平处于前四分位数的地区所占比例最高的国家(分别为65%和14%)，其次是法国，不足10%。相比之下，西班牙中部和东欧地区，如斯洛伐克、希腊、罗马尼亚、保加利亚和匈牙利，适应能力水平较低，平均值低于0.3。西班牙的地区往往有较高的财政能力;然而，他们在所有其他方面的得分都很低，尤其是身体和自然能力，导致整体适应能力较低(例如，La Mancha(图2b))。高纬度地区的葡萄酒产区，包括法国、德国、丹麦、比利时或荷兰的一些地区，大多具有0.5左右的中等适应能力水平(例如，莱茵黑森(DE)和阿尔萨斯(FR)(图2b))。
尽管越来越多的证据表明，适应能力在气候变化适应和脆弱性中起着核心作用，但用于计算葡萄栽培适应能力的地方尺度数据还没有在欧洲有售。此外，个别指标对总体适应能力的贡献程度在很大程度上是未知的，但可能因区域特征而有很大差异。(见补充图13)。由于目前没有欧洲各地葡萄栽培的本地规模数据，包括关于类型、规模、管理实践和市场导向的信息，因此不可能在泛欧层面上得出特定区域的权重。因此，我们的评估对构成适应能力的15个指标的重要性具有同等的重要性。我们的计算结果需要在大陆尺度分析的框架中进行背景化，以提供适应能力水平的高水平比较。然而，这种分析并不能完全反映每个地区适应能力的个体差异和需求。
图2 |欧洲葡萄酒地理信息系统的适应能力。显示欧洲葡萄酒地理信息系统适应能力的地图。这些点指的是区域的质心。深灰色区域指的是山区。由天然泥土制成。免费矢量和栅格地图数据@ naturalearthdata.com。b显示六个选定地理标志的适应能力的五个维度(颜色)和相关指标的花瓣图。IT意大利，FR法国，DE德国，PT葡萄牙，ES西班牙。
3. 葡萄酒生产适应气候变化的能力：
葡萄酒产区的综合脆弱性指数由其暴露度、敏感性和适应能力的组合决定，表明其对气候变化不利影响的易感性(图3)。通过分析这三个指标的综合效应，有可能识别出具有相似特征的地区群体，并为构建更具气候适应性的葡萄酒行业提供潜在途径。
5%的欧洲葡萄酒产区具有非常高的综合脆弱性指数(第6组)。由于其高水平的暴露和敏感性，以及有限的适应资源，它们可能在未来几十年内面临最强烈的负面影响(图3b)。这一组的例子位于保加利亚(如黑海南部)、罗马尼亚(如奥尔蒂纳)、匈牙利(如Hajós-Baja)、意大利部分地区(如特雷比亚诺达阿布鲁佐和兰布鲁斯科曼托瓦诺的葡萄酒产区)和西班牙(如塞拉德萨拉曼卡)。其中一些地区已经开始在其生产法规中采用具体的气候变化适应策略，例如重新定义某些葡萄酒产品类别(例如Kunság (HU))，或更新葡萄酒的分析参数(例如Cebreros (ES))。然而，最终，这些高度脆弱地区应对气候变化的能力受到其有限的适应资源的限制。
第3、4和5组代表综合脆弱性指数较高的区域，与第6组相比，这些区域处于更好的位置，但仍可能受到气候变化的严重影响。例子包括法国东南部(如Côtes de Provence)、意大利北部(Conegliano Valdobbiadene Prosecco)、斯洛伐克(如东斯洛伐克)、伊比利亚半岛(如Alentejo (PT)和Rioja (ES))和亚平宁山脉的一些地区。这些群体中的区域在暴露成分、敏感性和适应能力方面具有高度异质性。例如，第三组区域由于其高度暴露和敏感性，可能会面临非常强烈的气候变化负面影响。然而，它们也具有相对较高的适应能力，因此比可用资源较少的地区能够更好地适应这些影响。相比之下，第4组区域的敏感性较低，但可用于适应的资源较少;第5组区域的暴露程度较低，但敏感性较高，适应能力较低。总体而言，每个群体的个体特征，如品种多样性、适应资源的可用性或气候条件预期变化的幅度，将决定这些葡萄酒产区未来的发展和气候适应能力。
综合脆弱性指数较低和中等的区域分别用第1组和第2组表示。尽管其中一些地区将面临重大的气候变化，但它们较高的适应能力或较低的敏感性降低了它们对这种不利影响的脆弱性。这给了他们在中长期内保持其历史特征和高生产标准的最佳前景。这些集群包括一些高纬度地区(例如莱茵黑森(DE)和瓦隆尼亚(BE))，法国(例如Côtes d 'Auvergne和Alsace)，或欧洲阿尔卑斯山(例如上阿迪杰(IT))。敏感性较低的地区，通常位于高纬度地区或山区，甚至可能在一定程度上受益于气候变化。然而，在更为悲观的气候变化情景下，从气候变化中获得潜在利益的品种数量急剧减少(补充图7)。在地理标志环境中，由于气候变化的预期积极影响往往受到批准种植品种范围的限制，这种减少尤为明显。因此，即使是位于相对凉爽气候条件下的PDO地区，在不改变其生产法规的情况下，也可能不会在长期和中排放到高排放情景下直接受益于气候变化。
脆弱性是气候变化研究中的一个核心概念，在许多不同的方式和背景下被概念化，主要取决于分析的范围和规模。本文提出的欧洲PDO区域的案例研究提供了一个明确的例子，说明如何将气候变化的不同方面结合到一个单一的评估中，并附带相关的方法限制。所提出的综合脆弱性指数在比较分析的背景下工作得很好，因为它允许基于几个变量对不同实体进行排名。因此，我们的研究结果应该被视为对欧洲葡萄酒产区气候变化脆弱性的比较概述，可以用来区分严重的、高度脆弱的地区和受气候变化威胁较小的地区。然而，该方法也可能对用于组合漏洞的三个维度(例如，加性与乘法数据聚合)及其各自权重的策略很敏感。因此，研究结果应该在这样的背景下看待，并作为更好地了解欧洲葡萄栽培的气候变化脆弱性的第一步。
讨 论
适应战略一般需要在特定区域的基础上选择，因为它们取决于每个区域的个别特征。然而，一般来说，大多数地理标志的目标是在未来的条件下保持葡萄酒的身份和特征。基于欧洲葡萄酒产区的综合脆弱性指数，结合以往的研究结果，因此有可能勾勒出欧洲葡萄酒行业未来的一些潜在途径。这有助于确定合理的适应方案，提高GI系统的复原力。
例如，葡萄栽培过程的调整已被证明可以在一定程度上补偿气候条件的变化，因此可能对暴露程度高的地区有用。这包括诸如树冠管理、使用灌溉、修改葡萄园结构、选择砧木或使用覆盖作物等策略。它们可以用来改变葡萄树与环境之间的相互作用(例如，吸收水分和养分)或直接改变葡萄园的小气候条件(例如，暴露于入射辐射)，从而可以减少气候变化的负面影响。在高敏感水平的情况下，调整葡萄酒混合比例和成分或逐渐引入新品种可能是有希望的选择，以减轻葡萄成分和葡萄酒风格的潜在变化。例如，这种情况目前正在波尔多地区发生，在那里，新的品种已被列入生产条例，并正在进行广泛的试验。在高暴露度和高敏感性的地区，气候影响最强烈，这可能导致产品特性发生重大变化。在极端情况下，可能需要采取超越葡萄园管理的适应措施，例如将葡萄园搬迁到新的气候条件下。然而，这种适应措施的范围往往需要部分或完全偏离传统的生产法规，也可能强烈地改变最终产品的特性。因此，早期预警和认识对于成功地执行和提供必要的支助，以便在这些区域准备最终的修正案至关重要。
虽然暴露和敏感性决定了某些类型的适应的必要性，但适应能力使人们了解特定区域实施不同战略的潜力。例如，将葡萄园转移到海拔较高的地方或利用有利的小气候生态位等策略在山区葡萄种植区可能非常有效，但在其他地区可能不太可能。同样，扩大灌溉的可能性可能是一个很有前途的选择，但高昂的经济负担、密集的劳动力成本、水的可用性、机械化要求和法律限制使这一选择仅在资源充足的地区可行。拥有广泛资源(包括自然、物质或经济资产、知识和教育以及必要的劳动力)的地区最有可能实施和制定在其他地区不可行的广泛适应战略。因此，特别是对于具有强烈负面影响的区域，高适应能力至关重要。但是，仍然必须根据详细的评估，在区域基础上确定和选择具体战略。这对于适应能力较低的高度脆弱地区尤其重要，在这些地区，及时实施适应战略和分配资源可能成为一个关键因素。
除了气候变化对许多欧洲葡萄酒产区的负面影响外，欧洲葡萄酒行业的部分地区也可能在不久的将来从气候变化中受益。这主要涉及敏感性非常低的地区，通常位于凉爽的气候条件下。在这些情况下的策略包括确定已经栽培的品种，这些品种可以从未来的气候条件中受益，并逐步扩大其种植或引进新品种。然而，应特别注意限制与集约化葡萄栽培向自然和半自然系统转变有关的负面生态影响。
未来研究展望：
欧洲葡萄酒产区包括气候、经济和传统的显著融合。因此，它们在暴露度、敏感性和适应能力以及构成每个地区综合脆弱性指数的相关子指标等许多方面都表现出实质性差异。例如，适应能力的15个指标已被证明在个别地区之间存在高度异质性，导致细微差异，即使在相近的风土之间也是如此。同样，暴露、敏感性和适应能力指标之间的相互作用及其对区域整体脆弱性的贡献是由环境和区域驱动的。在欧洲范围内，这种详细的分析目前是不可行的，主要是由于与特定品种、监管和社会经济信息相关的关键数据差距。这对未来的研究具有重要意义。改善气候适应能力的详细建议还必须考虑到各指标权重及其组合的区域差异。这将包括对形成综合脆弱性指数的关键变量进行准确而有力的评估，例如基于物候模型的个别品种对气候变化的反应。还应更详细地分析其他区域特有的特征，例如砧木类型的选择、行间植被的管理或特定训练系统的使用。此外，必须进一步评估指标权重的区域差异及其对气候变化脆弱性的贡献，以便根据每个地理标志区域的独特性制定详细的指导方针和政策建议。
我们今天所知道的许多葡萄酒产区将会改变。虽然风土的历史概念强调了自然和人类在定义葡萄酒法规中的特定作用，但适应气候变化需要灵活性。地理标志制度的刚性限制了合适葡萄品种的开发，这可能会增加脆弱性。我们的研究结果概述了欧洲传统葡萄酒产品的脆弱性水平，从而为建立更具气候适应性的地理标志系统提供了关键信息。由于气候变化的影响越来越大，在未来几十年里，基于葡萄品种范围狭窄、固定管理实践和严格地理边界的严格葡萄酒生产体系可能会过时。地理标志系统必须找到一种适应气候变化的方法，增加其创新潜力，同时仍然保持风土与消费者之间的联系。
我们评估了欧盟1085个葡萄酒地理标志对气候变化的脆弱性。所有1085个产区生产的葡萄酒都标有受保护的原产地名称(PDO)。我们将重点放在这些地区，因为标有PDO的葡萄酒产品与生产地区的联系最为紧密，也就是说，整个生产、加工和准备过程必须在特定的地区进行。这与PGI地区形成鲜明对比，那里只有85%的葡萄必须完全来自PGI地区。此外，监管范围还包括葡萄栽培和酿酒实践，包括产量监管、修剪技术或灌溉，以及授权的品种和混合比例。我们将重点放在PDO区域，因为我们有足够的数据来计算所有所需的指标。大多数被考虑的地理标志位于意大利(35%)或法国(31%)，其次是西班牙(8%)、保加利亚(4%)、罗马尼亚(3%)、匈牙利(3%)和葡萄牙(3%)。所选区域的边界取自Candiago等人40,59，如图1所示。
葡萄藤是多年生作物，可以生长几十年。因此，成功的适应战略需要长期的准备、广泛的规划和谨慎的实施，因为其效果将在数年内显现。当前的适应能力是决定一个葡萄酒产区能否及时适应未来气候变化影响的关键因素。为了将目前的适应能力与预测的气候情景结合起来，我们调整了政府间气候变化专门委员会(IPCC)制定的脆弱性框架。脆弱性通过暴露度、敏感性和适应能力进行评估(补充图2)。我们使用基于指数的方法计算暴露度、敏感性和适应能力，并根据公开的统计和地理空间数据制定指标。因此，暴露是指一个地区气候变化的总体趋势和幅度，并以专门为葡萄栽培开发的生物气候指标为基础，这些指标描述了气候变化下的温度和降水趋势。相比之下，敏感性是指一个地区如何受到气候条件变化的影响，这取决于该地区葡萄栽培系统及其栽培品种的具体特征。最后，适应能力是指一个地区适应不断变化的气候条件的潜力，包括生物物理和社会经济方面。由此得出的综合脆弱性指数描述了一个系统易受气候变化不利影响或无法应对气候变化不利影响的程度，同时也考虑到可用于适应的资源。一个葡萄酒产区的脆弱性也直接关系到它的恢复力，因为高度脆弱的地区将不太有能力保持高质量的葡萄酒产品的生产。根据原始框架的指导方针，所有指标都被标准化为0 - 1的相对尺度，其中0表示最低，1表示所有考虑的葡萄酒产区的指标值最高。最后的分数是一个相对值，它比较了欧洲葡萄酒产区的个人特征，并允许识别相似的地区。
曝露利用与葡萄果实品质属性和产量密切相关的生物气候指标来衡量气候条件的预期变化，并在葡萄生长的关键阶段整合葡萄栽培特定的温度条件和水分可用性信息。因此，我们通过计算当前(1981-2010)和未来(2071-2100)参考期的Huglin指数、Cool Night指数和dry Index的变化来评估葡萄酒地理信息系统的暴露(补充图3)。选择当前参考期是因为它与欧洲大多数PDO地区注册的时期相对应。(补充图4)对于未来参考期，我们使用了ssp370情景，该情景对应的是到本世纪末温度升高高达4°C。由于我们使用了基于指数的方法，该方法基于所考虑的葡萄酒产区之间的相对差异，因此ssp370和其他更严重的情况(如ssp585)之间的结果没有显著差异。为了估计未来的气候条件，我们使用了5个全球气候模式(“GFDL-ESM4”、“IPSL-CM6ALR”、“MPI-ESM1-2-HR”、“MRI-ESM2-0”和“UKESM1-0-LL”)的综合平均值。模型从CHELSA数据集中检索，水平分辨率为1公里，通过统计降尺度方法获得。模型选择包括来自部门间影响模型比对项目(ISIMIP)的主要模型，这些模型是根据它们的过程代表性、结构独立性、气候敏感性和历史时期的表现来选择的，因为它们包括低灵敏度和高灵敏度的模型，所以能很好地代表整个cip -6集合。为了计算每个GI的暴露，首先计算每个网格单元的每个生物气候指数的变化。接下来，对GI内的所有网格单元进行平均以获得一个代表性值，然后使用线性最小-最大归一化将其从0缩放到1。0代表气候条件变化最小的地理位置，1代表气候条件变化最大的地理位置。最后，通过平均每个GI的所有三个指数的缩放值来计算暴露水平。
图3 |欧洲地理标志区域气候变化综合脆弱性指数。a欧洲葡萄酒地理标志脆弱性综合指数。区域是基于它们的质心来表示的。深灰色区域指的是山区。由天然泥土制成。免费矢量和栅格地图数据@ naturalearthdata.com。b基于综合脆弱性指数的区域分组。每个箱线图显示了同一组葡萄酒产区的暴露、敏感性和适应能力的分布。所有组的总样本量包括所有调查的PDO区域(n = 1085)。箱形图显示分布的三个均位数值(线表示中位数，框的边界表示上四分位数和下四分位数)。须延伸到位于上下四分位数1.5×四分位数范围内的点。c根据其综合脆弱性指数，每个国家葡萄酒产区的百分比。条形图上的标签只显示大于10%的条形图。LU卢森堡，DK丹麦，NL荷兰，CZ捷克，BE比利时，MT马耳他，DE德国，FR法国，PT葡萄牙，Sl斯洛文尼亚，CY塞浦路斯，HR克罗地亚，GR希腊，SK斯洛伐克，IT意大利，AT奥地利，ES西班牙，HU匈牙利，RO罗马尼亚，BG保加利亚。
敏感性描述了一个系统受气候相关刺激影响的程度，并以每个地理标志内物种的生物区域气候范围为基础。生物区域气候范围代表了每个品种种植的历史条件，以及它在最终葡萄酒产品中能够表达其最佳传统特征的历史条件。这与一个地区如何受到气候变化的影响高度相关，因为在未来条件下，与该范围的偏差越大，葡萄成分和葡萄酒风格变化的可能性就越高，对PDOs产品的典型性产生负面影响。我们使用以下步骤计算每个GI的灵敏度。
主要品种的提取及其种植面积:我们创建了一个数据库，根据每个PDO67的产品规格将主要品种与附加品种分开。初级品种是一个地区的传统葡萄品种，主要用于制造一个地理标志的葡萄酒产品。在大多数情况下，它们在产品说明书中有明确的定义，但如果没有主要品种和附加品种的说明书，我们将所有授权品种视为主要品种。然后，我们使用参考文献69的数据集估计了每个PDO的主要品种的种植面积，该数据集包含了欧洲几个品种和地区的种植面积。为了将该栽培区域与PDO区域联系起来，我们首先使用参考文献69中的同义词列表和参考文献中的同义词列表对品种名称进行了均质化。这一步是在国家层面上进行的，即对于每个国家，我们检查参考文献中的所有品种是否以与PDO监管文件相同的方式编写。如果不是这种情况，我们首先检查参考文献中包含的同义词列表中是否有同义词在相应国家的PDO文档中被提及，否则我们检查参考文献中的同义词列表。总的来说，我们能够确定PDO监管文件中列出的70%的品种的种植面积。其余30%的品种要么是:目前不在PDO内种植，因为并非所有获得授权的品种都必须种植;列在没有出现在任何同义词数据库中的同义词下的;或者没有包括在参考文献69中。
最后，我们将参考文献69中的种植面积划分为各个PDO区域。在某些情况下，种植面积已经在PDO区域的水平上给出，在这种情况下，我们将它们直接联系起来。在其他情况下，种植面积在宏观区域的水平上给出，其中可能包括一个或多个PDO区域。在这种情况下，我们将种植面积分布在相应区域的所有PDO区域中，该区域授权给定的品种，并通过每个PDO的葡萄园总面积加权，我们从Corine landcover和OpenStreetMap数据中获得相应的土地覆盖类别。
生物区域气候范围的定义:我们通过将品种与其栽培地理信息系统的气候条件联系起来，得出每个主要品种的生物区域气候范围，这些气候条件基于三个生物气候指数，并按其种植面积加权。因此，生物区域气候范围代表了每个品种的历史生长条件，而不一定是其生长适宜性，因为许多品种也可能在目前不种植它们的地区找到合适的条件。为了确定每个品种的生物区域气候范围，我们首先采用Fraga等人提出的分类方法，根据1981-2010年的Huglin、Cool Night和dry指数将GIs划分为17类。由此产生的分类提供了一个地区内生物气候特征的综合信息，并允许将每个地区分配到一个特定的气候类型，从非常凉爽和潮湿到非常温暖和干燥的条件。利用CHELSA数据库的月度气候数据，以1公里网格分辨率计算指标，然后对每个区域内的所有网格单元进行平均。接下来，我们对每个区域分组分别计算每个生物气候指数和品种的加权平均值，其中种植面积较大的区域权重高于种植面积较小的区域。然后，通过加权平均值与标准差相结合的方法，确定了每个品种的生物区域气候范围和生物气候指数。最后，为了验证所得的气候范围，我们将其与其他研究中报告的单个品种的气候范围进行了比较。结果与以往的研究结果非常吻合，表明我们的方法能够准确地近似整个欧洲PDO地区单个品种的历史生长条件(补充注释2)。
敏感性的计算:我们根据地理标志内当前气候条件与其主要品种的生物区域气候范围上限之间的差异计算每个地理标志的敏感性。我们假设，一旦地理标志内的气候条件超出其主要品种的生物区域气候范围，该地区就越来越有可能面临葡萄成分和葡萄酒特性的重大变化。因此，当前气候条件接近其范围上限的品种具有更高的敏感性，因为气候条件的相对较小变化可能会影响地理标志以该品种为基础生产传统葡萄酒的能力。相比之下，当前气候条件远离其范围上限的品种敏感性较低。一个地理标志的敏感性是由其所有主要品种的敏感性的平均值，加上它们的种植面积加权得到的。这样，只在很小面积上种植的品种对区域敏感性的影响小于种植面积较大的品种。特别是，这使我们在计算区域敏感性时不仅考虑物种丰富度，而且考虑物种丰富度。最后，我们使用线性最小-最大归一化将灵敏度级别从0缩放到1，其中0代表灵敏度最低的GIs, 1代表灵敏度最高的GIs。
也有一些地区和品种可能从气候变化中受益，例如，由于湿度降低，葡萄含糖量增加或病原体压力降低。为了量化气候变化对欧洲葡萄酒产区的潜在积极影响，我们结合了文章https://doi.org/10.1038/s41467-024-50549-w单一品种的生物区域气候范围每个区域都有三个生物气候指数的未来情景。我们使用每个品种和地区分组的当前加权平均值作为参考，并计算在未来气候条件下，与当前条件相比，一个品种是否会更接近该参考值(例如，经历主要积极影响)或远离该参考值(例如，经历主要消极影响)。我们考虑了2041-2070年和2071-2100年期间ssp126、ssp370和ssp585情景，比较了不同情景下欧洲PDO地区气候变化的潜在收益。
为了评估地理标志的适应能力，我们收集了与地理标志个体社会经济和生物物理特征相关的几个指标。我们确定了与葡萄栽培背景下适应能力的五个维度相关的15个指标。有关考虑指标的完整清单、来源及计算方法，请参阅补充说明1。为了计算每个葡萄酒GI的适应能力，首先将所有考虑的指标按比例调整为0到1之间的范围，使用第5和第95百分位作为上下阈值，以减少异常值的影响。
为了分析适应能力指标重要性的潜在差异，我们对欧洲五个PDO地区进行了调查。这些地区的选择涵盖了广泛的地形气候条件和葡萄酒风格，可以在欧洲的葡萄酒产区找到。因此，它们包括意大利的Maremma Toscana的地中海地区，葡萄牙的Douro山区以及奥地利的sastiermark, Moselle Luxembourgeoise的凉爽气候地区以及罗马尼亚的rnave大陆地区(补充图13a)。为了分析这些地区适应能力指标的重要性，我们联系了每个地区的专家，并请他们使用层次分析法(AHP)对指标进行排名。这种方法已经在气候变化适应背景下的先前研究中使用了，它包括对指标的两两比较，专家评估它们对各自地区气候变化适应的重要性。在初步评估之后，所有专家被要求调整他们的陈述，直到最终的一致性比率降至10%以下。调查结果清楚地表明，我们分析的地区之间指标的排名差异很大(补充图13c-g)。因此，各个区域的指标权重之间的相关性非常弱(补充图13b)。这些结果表明，指标的重要性在很大程度上取决于个别地区的特征。因此，在所有欧洲PDO地区使用单一权重集可能会有问题，并对其中许多地区引入明显的偏差。因此，我们决定在主要分析中使用同等权重，因为这是最中立的方法。
因此，通过对指标的得分取平均值来计算适应能力，然后使用线性最小-最大归一化再次缩放到0到1之间的范围，其中0代表适应能力最低的地区，1代表适应能力最高的地区。
式中，ACi为指标i的自适应能力得分，X为特定GI的指标值，Q5和Q95分别为第5分位数和第95分位数，AC为最终的自适应能力指标。
通过对暴露度、敏感性和适应能力三个指标的比较，分析了各GI的综合脆弱性指数。这种方法使我们能够将葡萄酒产区分为六个不同的组，每个组由具有可比特征的地区组成。我们首先使用百分位数(0-33%、33-66%和66-100%)将三个指标分别划分为低、中、高三个等级，然后根据以下规则将每个区域划分为脆弱性等级:
非常高脆弱性:被划分为高暴露和敏感性、低适应能力的区域。
高脆弱性:两个指标被划分为高(或适应能力较低)的区域。至少有两项指标被划分为低(或在适应能力的情况下被划分为高)的区域。
中等脆弱性:未被划分为其他脆弱性级别的剩余区域。
包含本研究生成的每个PDO中培育的主要和附加品种的数据集已存入Zenodo数据库，登录代码为https://doi.org/10.5281/zenodo7257126. 包含本研究产生的暴露、灵敏度和适应能力指标的数据集也已存入Zenodo数据库，链接为https://zenodo.org/ records/10410972。
译 | 欣铃
编辑 | 回毅滢
