气候科学如何助力云南茶叶走向世界?
发布时间:2024-12-11
出品:科普中国
作者:潘容筠(中国科学院大气物理研究所)
监制:中国科普博览

中国茶文化是中华文明的重要组成部分,承载着悠久的历史和丰富的文化内涵。其起源可追溯至公元前2737年,传说中神农氏在尝百草时偶然发现了茶叶。随着时间的推移,茶逐渐演变为一种日常饮品。如今,饮茶不仅仅成为一种饮食习惯,更升华为一种精神风貌。茶的精神深深渗透于宫廷和社会,融入了中国的诗词、绘画、书法、宗教和医学,最终形成了独特的“茶道”。

从古代流行到现代,从东方流行到西方

茶,作为一种古老而优雅的饮品,不仅在中国有着悠久的历史,也在全球范围内受到广泛欢迎。从汉朝开始,茶叶便成为丝绸之路上的主角,这些来自东方的“神奇树叶”以其独特的魅力俘获了异邦民族的心。尤其是在茶文化传播到英国后,形成了独特的“下午茶”文化。英式下午茶的历史可追溯至狄更斯时代和维多利亚女王时期,现已成为英国人生活方式的象征之一。

英式下午茶

(图片来源:BBC NEWS)

随着科技的发展,当今世界各国在经济与文化各方面迎来了广泛的交流与融合。中国与英国,东方与西方,虽然肤色和民族各异,但对这些小小的茶叶却有着共同的热爱。中英两国在茶叶产业的交流具有重要意义,既体现在文化互鉴上,也体现在科技、经济合作与可持续发展方面。

茶叶产业是中英两国经济的重要组成部分。中国是世界上最大的茶叶生产国,而英国则是主要的茶叶消费国。通过加强茶叶贸易与投资,两国不仅能够优化资源配置,还能推动相关产业的发展,创造就业机会,促进经济增长。

好茶的关键:气候变化非常重要!

中国的茶叶产区分布广泛,各地因气候、土壤和种植技术的不同,生产出具有独特风味的各类茶叶。主要茶叶产区包括以普洱茶、滇红茶和滇绿茶闻名的云南,以及盛产绿茶、乌龙茶的江浙和福建等地区。

作为茶马古道的重要起始地,目前云南的茶产业已经创下五个第一:种质资源第一——2023年云茶产业种质资源全球第一;产业规模第一——2023年,云南茶园面积及产量全国第一;绿色发展第一——有机茶园认证面积数量全国第一;品牌建设成效斐然——已有相关茶企股票正式在港交所主板上市;茶文化传承迈向新篇——普洱景迈山古茶林文化景观申遗成功。

产自云南的茶叶取得这些第一,茶叶产品的质量是关键因素。

一棵茶树,从萌芽、生长、开花、结果、衰老、更新到死亡,短则几十年,长则数百年,其漫长的历程足以反映气候变化对茶树生命过程的影响。

茶树的生长对温度要求严格,新梢生长的适宜温度通常在20°C至30°C之间。过高的温度会导致茶树水分蒸发加快,影响茶叶的生长和采摘质量;而低温则可能抑制茶树的萌芽,甚至影响其生长发育过程。

此外,降水量也影响茶树的生长发育;在茶叶的制作和存储过程中,湿度对发酵和陈化有着重要影响:适当的湿度能够促进茶叶的发酵过程,而过高或过低的湿度则可能影响茶叶的风味和香气,甚至导致霉变,还可能助长害虫的传播。

各种极端天气事件同样会影响茶叶生产,尤其是在春天。经过整整一个休眠期的养精蓄锐,春暖花开时茶树的芽叶厚积薄发,因此春茶质量最好、价格最高,在这一期间发生的寒潮、干旱会直接影响春茶的产量和品质。除此之外,包括暴雨在内的各种极端事件也会对茶叶的生产造成影响。

极端天气与气候变化给茶叶生产带来威胁

面对全球变暖,极端天气发生增加对云南茶产业的健康发展造成了一定威胁。

气候变化背景下,云南干旱发生的频率和强度不断增加,特别是在东南部和中部地区。在干旱发生期间,气温升高和蒸发量增加而同时降水短缺的状况维持一段时间后,水资源的可用性受到威胁。干旱严重的时候可以导致河流和湖泊水位下降,地下水位也随之降低,导致饮用水和灌溉水短缺。因此,尽管多年生的茶树具有一定的抗旱性能,但严重干旱仍然会对茶树生长产生严重影响。

云南地区的干旱发生受到多种天气系统和内部变率变化的影响,主要包括季风、大气环流模式、西风带冷空气以及内部变率的周期性变化。

云南受东南季风和西南季风的影响较大,这些季风系统在雨季提供了主要降水来源,但在干旱年份或季风强度减弱的情况下,降水量显著减少,便会导致干旱。全球大气环流模式的变化也可能导致云南地区降水异常,厄尔尼诺现象通常会导致云南降水减少,增加干旱风险。

此外,云南地处高原地区,西风带的活动会影响冬季的气候条件。冷空气的侵入有时会带来局部降水,但在缺乏有效冷空气活动的情况下,干旱现象会加剧。

西太平洋暖池异常偏暖解释西南地区的干旱

(图片来源:参考文献1)

在太平洋西部,有一片海域海水温度常年较高,仿佛大洋中的一个“热水盆”,被称为“西太平洋暖池”。在气候变化的背景下,西太平洋暖池的持续变暖现象将加剧西南地区的干旱发生频率和强度。

一方面,西太平洋暖池的偏暖影响季风的强度和方向,导致西南地区水汽输送受阻;另一方面,这种变暖还引起大气层的垂直运动变化,从而抑制降水的形成,进一步加剧了西南地区的干旱。这些全球变暖背景下频率和强度均增加的极端天气事件对茶业带来了巨大挑战。

为了“保卫茶叶”,气候科学家们开始发力

全球变暖对茶产业构成了前所未有的挑战。设想一下,如果茶农能够提前预知即将到来的极端天气事件,并及时采取应对措施,结果是否会截然不同?云南茶产业的气候服务项目,由云南财经大学的李少娟教授于2015年发起,随后,中国科学院大气物理研究所与英国气象局等专家不断加入。

中英两国科学家共同推动茶叶气候服务项目(Tea-CUP,Co-developing Useful Predictions)是由英国气象局、云南财经大学、中国科学院大气物理研究所和北京师范大学联合发起,促进了茶农与中英两国科学家之间的合作与交流。

Tea-CUP项目与我们日常的天气预报有何不同呢?实际上,天气预报是一种气候服务,它服务于所有居民。而Tea-CUP则重点关注茶产业。科学家们利用预测模型,专注于对茶叶生产关键季节和各种天气变量的预报。

在春季采茶季节,科学家们对茶园进行精确的天气预测,特别是连续和强降水天气(参考文献3),以及异常高温和寒潮天气的预测。这些预测为茶农提供了宝贵的信息,帮助他们规避了因天气变化可能导致的风险,促进了产业的健康发展。

Tea-CUP项目还探讨了降水和温度变化如何影响茶叶产量,不仅为品牌提供了更准确的市场分析,而且在将科学信息与市场应用方面提供了宝贵的经验。

Tea-CUP项目的组织形式不仅涉及天气预测,还促进了中英两国茶文化的交流。例如,李教授提到,在交流过程中,研究者发现英国茶农较关注茶叶中的淀粉含量,因为在茶叶加工过程中,部分淀粉能在水解酶的作用下,水解成可溶性糖,后者与茶汤浓度和滋味有关;中国茶农则更重视茶多酚、茶氨酸、咖啡碱、糖类的配比,尤其是前两者——茶多酚是茶叶可溶性物质中含量最大的一种,茶氨酸能让茶汤口感鲜爽,两者配比恰当,能让茶汤口感表现醇爽。

类似这样的茶文化交流不仅能丰富茶农信息,而且能够促进茶叶贸易和茶叶品牌合作。

Tea-CUP项目的组织形式

(图片来源:参考文献2)

Tea-CUP项目促进了云南茶产业发展,加强了中英两国的科研合作与文化交流。回溯Tea-CUP项目的源起,李教授想起了那句著名的话:“‘茶’字拆开,就是人在草木间”,她说:“茶树从来都不是孤立存在的,茶园中的人、茶树与草木,共同构成了相互依存、相互制约的茶园生态系统。也许,提高云南茶产业气候适应力的答案,就隐藏在生态系统的智慧之中。”

气候变化的背景下,这样的思考可以扩大到社会和自然。根据联合国的报告,在2020年,全球因气候灾害对各行业造成的经济损失达到了2680亿,这是一个惊人的数字。为了应对气候变化,气候服务已成为提升社会整体抗风险能力的重要工具,在推动经济社会可持续发展方面发挥着关键作用。Tea-CUP项目为气候服务如何与重点产业结合提供了很好的案例。如果我们能将这种协作模式推广到各行各业,相信社会抵抗气象灾害风险的能力将大幅提升,有效减少相应的经济损失。

(本文感谢云南财经大学李少娟教授的专业建议。同时,感谢云南省高校高原山地土地利用重点实验室及云南省数字经济与乡村可持续发展重点实验室的支持和帮助。)

参考文献

  1. 王林,陈文,黄刚,王婷,王秋琳,宿小蕴,任子璇,Chakrit CHOTAMONSAK, Atsamon  LIMSAKUL, Kritanai TORSRI, 中国西南超级干旱的变化特征和多尺度异常叠加效应分析,中国科学: 地球科学, Volume 54, Issue 7, 2024, Pages 2114-2132, ISSN 1674-7240
  2. New, S., and Coauthors, 2024: Towards a climate service for the tea industry: A collaborative approach between the UK and China. Adv. Atmos. Sci.
  3. Li, S. J., J. Lu, E. Pope, N. Golding, T. J. Zhou, F. Z. Li, and W. Duan, 2022: Influence of multi-timescale precipitation indices on primary tea production in Baoshan, Yunnan, China. Environmental Research Communications, 4, 025009.
  4. 人民网:云茶创下中国“五个第一”
科普中国官方网站: https://www.kepuchina.cn/
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