建立一個有彈性和可持續的葡萄和橄欖生產未來需要制定和實施量身客製的氣候變遷適應戰略。共同設計和共同開發的氣候服務可以將不同時間尺度上最先進的氣候數據和預測轉化為有價值的資訊，供農業部門的廣泛終端使用者使用。
共同設計過程——涉及科學界、從業人員、終端使用者和利益相關者——可以有效地描述生長季節期間可能導致作物產量質素和數量損失的有害天氣和氣候事件，以及收獲期間疾病和其他與天氣有關的問題的發生。協同設計過程還增加了氣候資訊到達更廣泛的終端使用者的可能性。
歐盟地平線2020專案MED-GOLD共同開發了三種主要地中海作物的氣候服務，即葡萄、橄欖和硬質小麥。開發的試點服務適用於每種作物的幾個關鍵地區：葡萄牙的杜羅河地區種植葡萄，西班牙的安達盧西亞種植橄欖，意大利的幾個地區種植硬質小麥。
1. 數據和方法
生物氣候指標由氣候科學家、農藝專家和農民共同設計。
1.1. 葡萄指標
生長季節溫度是 4 月 1 日至 10 月 31 日之間的日平均溫度。GST提供有關哪些品種最適合特定氣候的資訊。GST的氣候變遷評估為引進適應新氣候條件的品種提供了重要指標。
該指標提供了一種清晰直觀的方法來評估哪些地區將獲得或失去生產優質葡萄酒的適宜性。生長期度天數是生長季節中度日數的總和指標，因此也可以用作適宜性的指標。
4 月 1 日至 10 月 31 日之間每日最高 2 m 氣溫高於 35 °C的天數是熱應激的指標。
高於35°C的溫度會誘導氣孔閉合並顯著降低光合作用。因此，該指標與漿果中的糖、多酚和香氣前體濃度水平有關，這些對葡萄酒的質素都至關重要。該指標的值越高，漿果的質素及其生產優質葡萄酒的特征就越低。
春季總降雨量是 4 月 21 日至 6 月 21 日之間的累積降雨量，是用於表征濕度水平的指標，與較高的活力和真菌病害風險相關。因此，該指標可用於確定保護性處理和葡萄園營運的數量，例如樹冠管理、傾倒或葉片疏伐。
幹燥的春季往往會延遲營養生長，降低活力和葉面積指數，導致病害壓力保持在較低水平。另一方面，潮濕的泉水會促進更大的活力，增加真菌病害的風險，並可能透過產生與機械化器材不相容的泥濘土壤來擾亂葡萄園的營運，從而增加農民的生產成本。
溫暖持續時間指數定義為在 4 月 1 日至 10 月 31 日期間至少連續 6 天每日最高 2 米氣溫超過其第 90 個百分位數的 7 個月天數。它是極端持續高溫的指標，即溫暖的時期和熱浪，由於開花中斷、水分脅迫以及漿果和葉子的脫水，可能會增加額外的損失。
橄欖指標
寒冷的冬日數增加會導致收獲的橄欖質素下降。春季炎熱天數（SAT2）是開花時間較早的特征，因此可能與病蟲害的風險水平有關。
根據參與共同設計過程的農藝師的說法，該指標可能與植物處理和灌溉的決策有關。全年累計幹旱天數是水可用性的指標，是植物生理活動的驅動因素。在與農民共同開發的過程中，選擇了幹旱天數的閾值。
結果
3.1. 氣候變遷效應的空間分布
下圖顯示出歐盟和土耳其主要葡萄園的預計平均氣候變遷影響，以及年際變率的相關變化。對於葡萄和橄欖的當前產區，結果一致顯示，在所有指標上，RCP8.5預測的變化振幅都高於RCP4.5，特別是在本世紀末。
對於目前的葡萄產區，GST和GDD這兩個氣候適宜性指標在參考期內的平均值分別約為5-20°C和1000-4000度日。
除SPRr外，未來葡萄指標的變異性將大幅增加，特別是在RCP8.5情景下。舉例來說，到本世紀末，SU35的變異性預計將增加多達13天，特別是在RCP8.5情景下。
值得註意的是，與溫度相關的指標的變異性增加在東南歐更為明顯。預測表明，地中海地區SPRr的變異性有所減少，與春季降雨量的減少相一致。相比之下，預計北部和東部葡萄種植區的變異性將略有增加。
3.2. 極端氣候影響下葡萄和橄欖生長面積的增加
在歷史時期，歐洲葡萄產區在2000年之前暴露於所研究農業氣候指標極端事件的土地比例一直很低，但從2000年到2019年，這種情況發生了迅速變化。
基於溫度的指標的預測表明，在兩種情景下，2020年至2080年，極端高溫事件在生產區域內將變得越來越普遍。適宜性指標GST和GDD的多模式預測中值幾乎相同，受影響區域從2020年的30%和38%增加到2080年的約80%和95%。
對於兩個熱應激指標，SU35 的受影響面積預計將從 2020 年的 20% 和 28 % 增加到 2080 年的 58% 和 89%，而對於 WSDI，這些區域分別為 2020 年的 40% 和 45 %到 2080 年的 80% 和 95% 。
從2060年代開始，模型之間的價差逐漸減小，幾乎所有模型都預測，在RCP8.5中，幾乎整個葡萄酒產區都可能在2080年左右經歷GST、GDD和WSDI的歷史極端值。對於SPRr預測，不確定性相對較低，直到2080年，RCP4.5的中值穩定低於20%，RCP8.5的中值穩定低於30%。
至於歐洲橄欖產量，在截至 2019 年的參考期內，歷史上受大量寒冷天數 和炎熱天數影響的地區分別逐漸下降。
討論
使用共同開發的農業氣候指標為評估氣候變遷在不久的將來和遠期對葡萄和橄欖的潛在影響提供了一種強有力的方法。
由於共同制定的指標的穩健性、可延伸性和易於被一系列終端使用者解釋，這種方法在對決策過程中資訊可用性的更復雜評估方面具有一些優勢。
然而，它的主要優勢是能夠整合不同時間尺度的氣候預測，從季節性到十年以及氣候預測。
我們的研究結果側重於當前的種植區域，而不是劃定潛在的新種植區域。後者需要更全面的評估，包括土壤特征、地理名稱和其他社會經濟因素。
葡萄和橄欖生產的可持續性取決於許多驅動因素，例如氣候變遷、經濟狀況以及全球市場的競爭力。雖然本研究中使用的氣候指標並不能完全解決生產可持續性問題，但它們確實提供了與整個歐洲葡萄和橄欖生產相關的重要新出現的極端氣候的可靠資訊。
一項針對希臘葡萄栽培的可比研究利用各種相關的農業氣候指標來評估1974年至2019年溫度對葡萄樹生長和生產的影響。與本研究結果一致，他們的研究結果揭示了氣候逐漸變暖的明顯趨勢，其特征是夜間溫度升高和幹旱時間延長。
值得註意的是，該研究發現，關鍵發育階段的高溫事件對下一年的葡萄藤產量產生了持久的影響在RCP8.5下評估了2071-2100年期間氣候變遷對希臘的影響，顯示春季炎熱天氣增加多達11天，春季和夏季雨季減少多達9天。
平均氣候條件的變化表明，向北擴張和品種適應可能是一個明顯的解決方案;然而，變異性的增加和極端條件的發生率增加，將逐年增加作物歉收的風險。
因此，在未來需求增加的情況下，維持甚至增加這兩種作物的當前種植面積不僅取決於對新興適宜地區的開發，還取決於在當前種植區實施有效的可持續適應戰略。
後者需要考慮全方位的經濟因素，包括由於自然資源與農業、地方經濟和農業發展模式之間的相互聯系而導致的價值鏈的可持續變化。
預計未來葡萄和橄欖產區的高溫指標的平均值和變異性將大大增加，這需要一種專門的決策思維，能夠利用生物物理、經濟和政策工具解決更高水平的變異性。
根據本研究提出的指標，共同設計和共同開發農業氣候服務，可以為提高農民的復原力提供有效途徑，特別是在年際變化增加方面。整合不同時間尺度的氣候預測的可能性使決策者能夠使用季節性預測或使用十年氣候預測進行品種選擇和基礎設施開發。
在不同時間尺度上整合氣候資訊的靈活性使這種氣候服務成為適應未來日益增加的氣候變率的有力工具。
結論
我們的分析表明，整個橄欖產區的高溫將變得極端。對於橄欖來說，極端的春季高溫似乎是一個主要問題，在本世紀末變得普遍。然而，到本世紀，大約五分之一的橄欖產區可能仍然是一個問題，極端幹旱加劇，到本世紀末影響了大約一半的橄欖種植區。
復合事件是一個新出現的問題，對作物產量的質素和數量產生嚴重影響，與單一極端氣候的影響相比，復合事件可能會非線性放大。
我們研究中分析的復合事件的頻率將在未來增加，特別是在RCP8.5情景下。預計在大部份葡萄產區，與所分析的復合事件相關的風險將增加，其中地中海地區以暖季和幹燥春季為特征的復合事件增加最為顯著。
主要是由於春季降雨變化的增加，預計中歐和東南歐葡萄產區將增加相反類別的復合事件，即溫暖的季節和潮濕的春季條件。
這些情況可能導致與疾病和害蟲發生相關的問題。預計橄欖林在生長季節將受到更嚴重的溫泉和幹燥條件的影響，進一步加劇了與植物水供應有限有關的問題，並指出了更高的灌溉要求。
盡管已確定的化合物事件有可能顯著降低產量的質素和數量，但它們的影響仍有待在未來的研究中量化。
