站内搜索:
新技术 新品质 新未来丨李华:酿酒葡萄园生态系统服务功能
  8月14日,中国葡萄酒技术质量发展大会在烟台召开。

1.png

  西北农林科技大学原副校长、教授、中国食品科学技术学会葡萄酒分会理事长李华在会上发表了《酿酒葡萄园生态系统服务功能》主题演讲,从葡萄酒产业的生态系统服务功能、酿酒葡萄园碳储量、栽培模式对酿酒葡萄园碳足迹和碳汇的影响三方面对相关前瞻性研究成果进行了分享。

研究背景

2.png

  近年来,大气层中二氧化碳等温室气体不断上升,温室效应增强,全球变暖愈加明显,导致一系列生态环境问题,直接威胁人类生存。碳循环问题引起了学术界的广泛关注。

  酿酒葡萄通过光合作用吸收CO2,并将其固定在植株和土壤中,从而减少大气中的温室气体浓度,具有一定的生态价值。在双碳背景下,葡萄园的碳源、碳汇和固碳等问题成为科学界研究的热点。

葡萄酒产业的生态系统服务功能

  研究团队从食品生产、固碳释氧、净化大气、土壤保持、涵养水源、节水增效、生态旅游和生态扶贫8个方面定量分析了宁夏贺兰山东麓产区及其红寺堡子产区葡萄酒产业的生态系统服务功能(Zhang et al.,2021b)。

3.png

  计算结果显示,至2018年,宁夏贺兰山东麓产区酿酒葡萄的生态系统服务功能的总价值为78.26亿元,其中食品生产为38.90亿元,占比49.74%;生态旅游为34.20亿元,占比43.66%;生态扶贫为3.77亿元,占比4.81%;固碳释氧、节水增效、土壤保持、净化大气和涵养水源的价值之和为1.39亿元,占比1.79%。红寺堡酿酒葡萄的生态系统服务功能的总价值为8.39亿元,其中食品生产为7.07亿元,占比84.18%;生态扶贫为0.70亿元,占比9.53%;生态旅游为0.27亿元,占比3.25%;固碳释氧、节水增效、土壤保持、净化大气和涵养水源的价值之和为0.35亿元,占比3.04%。

4.png

  宁夏贺兰山东麓和红寺堡酿酒葡萄的生态效益中各项功能的价值量依次为:食品生产 > 生态扶贫 > 生态旅游 > 净化大气 > 固碳释氧 > 节水增效 > 土壤保持 > 涵养水源。

  宁夏贺兰山东麓产区酿酒葡萄的生态系统服务功能的总价值为78.26亿元,其中固碳释氧、节水增效、土壤保持、净化大气和涵养水源的价值之和为1.39亿元,表明酿酒葡萄具有重要的生态价值,对保护和改善该区生态环境具有重要作用。

  在中国干旱和半干旱地区,植被的生长和生存受到水资源的严重。这就要求在节约水资源的同时,尽量提高水的使用效率。葡萄对水资源的利用效率高于粮食作物和蔬菜作物,耗水量低于其他作物。例如,西北地区几种主栽经济作物耗水量分别为:酿酒葡萄3900 t/ha,枸杞4200 t/ha,玉米、小麦和黄花菜均为5400 t/ha。而且种植酿酒葡萄时可以通过调亏灌溉节约水资源。酿酒葡萄节水增效价值显著,对改善干旱和半干旱地区的生态环境和可持续发展具有重要意义。

酿酒葡萄园碳储量

  碳储量是指生态系统吸收、储存CO2的多少,或者说是吸收、储存CO2的能力。酿酒葡萄植株的叶片通过光合作用固定大气中的CO2,通过地表凋落物、细根周转和根系分泌物将光合产物固定到土壤中,又通过自身呼吸作用、土壤呼吸等过程释放CO2。

5.png

  因此,研究葡萄园生态系统的碳储量,应该包括酿酒葡萄植株(包括地上部和地下部根系)生物量碳储量和土壤碳储量。酿酒葡萄园碳储量还决定于种植密度、植株生物量和有机碳含量等因素。

酿酒葡萄生物量碳储量及分布特征

  酿酒葡萄各器官的有机碳含量随着主干基径增加而增加,植株同一径级不同器官的有机碳含量存在着差异。各器官的有机碳含量总体上较高,均高于390 g/kg,其中果实的平均有机碳含量最高,其次分别是多年生枝条、根、一年生枝条和叶(Zhang et al.,2021a)

不同品种葡萄植株的碳储量(Wightwick et al.,2013)

6.png

单位面积生物量在葡萄各器官中的分配

  除赤霞珠之外,美乐、霞多丽和贵人香的各器官生物量由高到低分别是:根系 > 多年生枝条 > 果实 > 一年生枝条 > 叶。

  美乐根系的生物量最大,为1.54 t/ha,占总生物量的34.92%;多年生枝条的生物量为0.95 t/ha,占21.54%;果实和一年生枝条的生物量占比分别为16.33%和13.83%;叶的生物量占比最低,仅为13.38%(Zhang et al.,2021a)。

酿酒葡萄园土壤碳储量及分布特征

酿酒葡萄园各土层土壤的容重、有机碳含量和碳储量

7.png

  酿酒葡萄园生态系统碳储量分布特征

8.png

  中国造林成本法有4个碳单价,平均为272.65元/t。成本效益分析法碳单价为518.41元/t。预期效益法将造林成本的4种单价与成本效益分析法碳单价进行平均,为321.80元/t。

9.png

  红寺堡产区7年生赤霞珠的碳储量达55.35t/ha,按预期效益法计算,其碳汇经济价值为1.78万元/ha。截止2018年,宁夏红寺堡酿酒葡萄栽培面积为7067 ha,且以7年生赤霞珠为主,以此计算,酿酒葡萄碳汇经济价值为1.26亿元。这表明酿酒葡萄园是葡萄酒产业生态系统服务功能的基础。

10.png

栽培模式对酿酒葡萄园碳足迹和碳汇的影响

  碳足迹( Carbon footprint )是对某一活动引起的或某一产品生命周期内积累的直接和间接的温室气体排放总量,以CO2排放当量(CO2-eq)表示。

11.png

12.png

  研究团队对酿酒葡萄的极简化栽培模式、传统栽培模式进行了实验测算。结果显示,极简化栽培模式下,3种测试的酿酒葡萄碳足迹均低于传统栽培模式,因此极简化栽培模式下酿酒葡萄单位产值碳足迹较低。其中极简化模式下小味尔多单位产值碳足迹仅为传统模式的26.92 %。(贵人香、小味尔多3年生,赤霞珠19年生)。

结语

  研究认为葡萄酒产业具有重要的生态系统服务功能,其各项功能的价值量依次为:食品生产 > 生态扶贫 > 生态旅游 > 净化大气 > 固碳释氧 > 节水增效 > 土壤保持 > 涵养水源。

  酿酒葡萄长期固定、储存碳对减缓全球变暖具有重要意义。由于酿酒葡萄极简化生态栽培模式具有更高的生态服务价值,以及定义为碳汇林的酿酒葡萄可以进行碳排放权交易以降低葡萄酒的生产成本,政府管理部门应该加大极简化酿酒葡萄栽培的推广。

  此外,酿酒葡萄是固定和吸收CO2的一种手段,将酿酒葡萄碳汇看作是一种生态产品,应给予生态补偿。酿酒葡萄生态补偿就是对葡萄种植林的产权人提供相应的补助,让产权人能够更加积极地保护经济林,主动增加经济林面积和植被盖度,为产区可持续高质量发展做出贡献。


葡萄酒信息网 www.winechina.com