建立一个有弹性和可持续的葡萄和橄榄生产未来需要制定和实施量身定制的气候变化适应战略。共同设计和共同开发的气候服务可以将不同时间尺度上最先进的气候数据和预测转化为有价值的信息，供农业部门的广泛最终用户使用。
共同设计过程——涉及科学界、从业人员、最终用户和利益相关者——可以有效地描述生长季节期间可能导致作物产量质量和数量损失的有害天气和气候事件，以及收获期间疾病和其他与天气有关的问题的发生。协同设计过程还增加了气候信息到达更广泛的最终用户的可能性。
欧盟地平线2020项目MED-GOLD共同开发了三种主要地中海作物的气候服务，即葡萄、橄榄和硬质小麦。开发的试点服务适用于每种作物的几个关键地区：葡萄牙的杜罗河地区种植葡萄，西班牙的安达卢西亚种植橄榄，意大利的几个地区种植硬质小麦。
1. 数据和方法
生物气候指标由气候科学家、农艺专家和农民共同设计。
1.1. 葡萄指标
生长季节温度是 4 月 1 日至 10 月 31 日之间的日平均温度。GST提供有关哪些品种最适合特定气候的信息。GST的气候变化评估为引进适应新气候条件的品种提供了重要指标。
该指标提供了一种清晰直观的方法来评估哪些地区将获得或失去生产优质葡萄酒的适宜性。生长期度天数是生长季节中度日数的总和指标，因此也可以用作适宜性的指标。
4 月 1 日至 10 月 31 日之间每日最高 2 m 气温高于 35 °C的天数是热应激的指标。
高于35°C的温度会诱导气孔闭合并显着降低光合作用。因此，该指标与浆果中的糖、多酚和香气前体浓度水平有关，这些对葡萄酒的质量都至关重要。该指标的值越高，浆果的质量及其生产优质葡萄酒的特征就越低。
春季总降水量是 4 月 21 日至 6 月 21 日之间的累积降水量，是用于表征湿度水平的指标，与较高的活力和真菌病害风险相关。因此，该指标可用于确定保护性处理和葡萄园运营的数量，例如树冠管理、倾倒或叶片疏伐。
干燥的春季往往会延迟营养生长，降低活力和叶面积指数，导致病害压力保持在较低水平。另一方面，潮湿的泉水会促进更大的活力，增加真菌病害的风险，并可能通过产生与机械化设备不相容的泥泞土壤来扰乱葡萄园的运营，从而增加农民的生产成本。
温暖持续时间指数定义为在 4 月 1 日至 10 月 31 日期间至少连续 6 天每日最高 2 米气温超过其第 90 个百分位数的 7 个月天数。它是极端持续高温的指标，即温暖的时期和热浪，由于开花中断、水分胁迫以及浆果和叶子的脱水，可能会增加额外的损失。
橄榄指标
寒冷的冬日数增加会导致收获的橄榄质量下降。春季炎热天数（SAT2）是开花时间较早的特征，因此可能与病虫害的风险水平有关。
根据参与共同设计过程的农艺师的说法，该指标可能与植物处理和灌溉的决策有关。全年累计干旱天数是水可用性的指标，是植物生理活动的驱动因素。在与农民共同开发的过程中，选择了干旱天数的阈值。
结果
3.1. 气候变化效应的空间分布
下图显示出欧盟和土耳其主要葡萄园的预计平均气候变化影响，以及年际变率的相关变化。对于葡萄和橄榄的当前产区，结果一致显示，在所有指标上，RCP8.5预测的变化幅度都高于RCP4.5，特别是在本世纪末。
对于目前的葡萄产区，GST和GDD这两个气候适宜性指标在参考期内的平均值分别约为5-20°C和1000-4000度日。
除SPRr外，未来葡萄指标的变异性将大幅增加，特别是在RCP8.5情景下。举例来说，到本世纪末，SU35的变异性预计将增加多达13天，特别是在RCP8.5情景下。
值得注意的是，与温度相关的指标的变异性增加在东南欧更为明显。预测表明，地中海地区SPRr的变异性有所减少，与春季降雨量的减少相一致。相比之下，预计北部和东部葡萄种植区的变异性将略有增加。
3.2. 极端气候影响下葡萄和橄榄生长面积的增加
在历史时期，欧洲葡萄产区在2000年之前暴露于所研究农业气候指标极端事件的土地比例一直很低，但从2000年到2019年，这种情况发生了迅速变化。
基于温度的指标的预测表明，在两种情景下，2020年至2080年，极端高温事件在生产区域内将变得越来越普遍。适宜性指标GST和GDD的多模式预测中值几乎相同，受影响区域从2020年的30%和38%增加到2080年的约80%和95%。
对于两个热应激指标，SU35 的受影响面积预计将从 2020 年的 20% 和 28 % 增加到 2080 年的 58% 和 89%，而对于 WSDI，这些区域分别为 2020 年的 40% 和 45 %到 2080 年的 80% 和 95% 。
从2060年代开始，模型之间的价差逐渐减小，几乎所有模型都预测，在RCP8.5中，几乎整个葡萄酒产区都可能在2080年左右经历GST、GDD和WSDI的历史极端值。对于SPRr预测，不确定性相对较低，直到2080年，RCP4.5的中值稳定低于20%，RCP8.5的中值稳定低于30%。
至于欧洲橄榄产量，在截至 2019 年的参考期内，历史上受大量寒冷天数 和炎热天数影响的地区分别逐渐下降。
讨论
使用共同开发的农业气候指标为评估气候变化在不久的将来和远期对葡萄和橄榄的潜在影响提供了一种强有力的方法。
由于共同制定的指标的稳健性、可扩展性和易于被一系列最终用户解释，这种方法在对决策过程中信息可用性的更复杂评估方面具有一些优势。
然而，它的主要优势是能够整合不同时间尺度的气候预测，从季节性到十年以及气候预测。
我们的研究结果侧重于当前的种植区域，而不是划定潜在的新种植区域。后者需要更全面的评估，包括土壤特征、地理名称和其他社会经济因素。
葡萄和橄榄生产的可持续性取决于许多驱动因素，例如气候变化、经济状况以及全球市场的竞争力。虽然本研究中使用的气候指标并不能完全解决生产可持续性问题，但它们确实提供了与整个欧洲葡萄和橄榄生产相关的重要新出现的极端气候的可靠信息。
一项针对希腊葡萄栽培的可比研究利用各种相关的农业气候指标来评估1974年至2019年温度对葡萄树生长和生产的影响。与本研究结果一致，他们的研究结果揭示了气候逐渐变暖的明显趋势，其特征是夜间温度升高和干旱时间延长。
值得注意的是，该研究发现，关键发育阶段的高温事件对下一年的葡萄藤产量产生了持久的影响在RCP8.5下评估了2071-2100年期间气候变化对希腊的影响，显示春季炎热天气增加多达11天，春季和夏季雨季减少多达9天。
平均气候条件的变化表明，向北扩张和品种适应可能是一个明显的解决方案;然而，变异性的增加和极端条件的发生率增加，将逐年增加作物歉收的风险。
因此，在未来需求增加的情况下，维持甚至增加这两种作物的当前种植面积不仅取决于对新兴适宜地区的开发，还取决于在当前种植区实施有效的可持续适应战略。
后者需要考虑全方位的经济因素，包括由于自然资源与农业、地方经济和农业发展模式之间的相互联系而导致的价值链的可持续变化。
预计未来葡萄和橄榄产区的高温指标的平均值和变异性将大大增加，这需要一种专门的决策思维，能够利用生物物理、经济和政策工具解决更高水平的变异性。
根据本研究提出的指标，共同设计和共同开发农业气候服务，可以为提高农民的复原力提供有效途径，特别是在年际变化增加方面。整合不同时间尺度的气候预测的可能性使决策者能够使用季节性预测或使用十年气候预测进行品种选择和基础设施开发。
在不同时间尺度上整合气候信息的灵活性使这种气候服务成为适应未来日益增加的气候变率的有力工具。
结论
我们的分析表明，整个橄榄产区的高温将变得极端。对于橄榄来说，极端的春季高温似乎是一个主要问题，在本世纪末变得普遍。然而，到本世纪，大约五分之一的橄榄产区可能仍然是一个问题，极端干旱加剧，到本世纪末影响了大约一半的橄榄种植区。
复合事件是一个新出现的问题，对作物产量的质量和数量产生严重影响，与单一极端气候的影响相比，复合事件可能会非线性放大。
我们研究中分析的复合事件的频率将在未来增加，特别是在RCP8.5情景下。预计在大部分葡萄产区，与所分析的复合事件相关的风险将增加，其中地中海地区以暖季和干燥春季为特征的复合事件增加最为显著。
主要是由于春季降雨变化的增加，预计中欧和东南欧葡萄产区将增加相反类型的复合事件，即温暖的季节和潮湿的春季条件。
这些情况可能导致与疾病和害虫发生相关的问题。预计橄榄林在生长季节将受到更严重的温泉和干燥条件的影响，进一步加剧了与植物水供应有限有关的问题，并指出了更高的灌溉要求。
尽管已确定的化合物事件有可能显着降低产量的质量和数量，但它们的影响仍有待在未来的研究中量化。
