Evolution of Vitis vinifera Vitis vinifera evolved in Caucasus - - PowerPoint PPT Presentation

The wine industry

a model for climate change attribution and adaptation studies

Professor Snow Barlow, ATSE,FAIAST

Viticulture – the canary in the coalmine

Evolution of Vitis vinifera

Mesopotamia

• Vitis vinifera evolved in Caucasus Mountains- Georgia
• In close proximity to Mesopotamia –the cradle of civilization
• Integal part of early diets ! with- wheat, rye ,barley –beer

Wine grape culture is practiced internationally within a narrow latitude band and temperature range

(Jones 2005)

Global Wine Industry

founded by French on concept of Terroir

What happens when Terroir moves !

2050 Isotherms move poleward by 150-300km - NH area expands ,SH declines

Jones 2008

Why is Terroir Important

Varietal Expression necessary for quality wine

Mornington Peninsula Trended TSS

y(PN) = -1.7686x + 111.98 y (Ch)= -1.5581x + 114.4

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

Day at 11.6Be

PinotNoir Chardonnay Linear (PinotNoir) Linear (Chardonnay)

Grapevine ¡Phenology ¡ ¡Influenced ¡by ¡CC ¡

Globally ¡vintages ¡are ¡moving ¡forward ¡in ¡most ¡regions ¡under ¡climate ¡change ¡ ¡ Some ¡ ¡Australian ¡regions ¡have ¡moved ¡forward ¡by ¡1.6 ¡days ¡per ¡year ¡over ¡past ¡25 ¡years ¡

Climate Change Adaptation

a risk management framework Exposure ¡

¡climate ¡change ¡ ¡

Sensi;vity ¡

To ¡these ¡new ¡climates ¡ ¡

Poten;al ¡impacts ¡ Adap;ve ¡capacity ¡ Vulnerability ¡

GROUP

*TEMPERATURE (MJT) VARIETY BEST SUITED

1 15.8-19 °C Pinot Noir Chardonnay Sauvignon Blanc 2 19.1-20.1 °C Cabernet Sauvignon Merlot Cabernet Franc 3 20.2-20.6 °C Many suited. No best suited. 4 20.7-22.2 °C Shiraz Semillon Muscadelle 5 22.3-23.3 °C Malbec Riesling Traminer Verdelho 6 23.4-24.8 °C Chenin Blanc Ruby Cabernet Colombard

Grapevine Varieties are grouped according to their climate suitability - Terroir

MJT – Mean January Temperature

Present Climate Year 2050 mid warming

Adaptation Options Stay where you are and change varieties.

• r

Move to suitable climate for existing variety. Case Study 1: Imagining the future Changing the Terroir

Poten;al ¡Impacts ¡of ¡Climate ¡Changes ¡in ¡Grape ¡Maturity ¡ ¡

• ­‑-­‑Vintage ¡ ¡

compression ¡ + ¡-­‑Altered ¡fruit ¡ ¡ composi;on ¡

• ­‑-­‑Pressure ¡on ¡winery ¡ ¡

infrastructure ¡ +-­‑-­‑Higher ¡ ¡ Alcohol ¡wine ¡

January February March April May 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

A v e r a g e m

• n

t h l y t e m p e r a t u r e

Coonawarra

2050 2030 1990

Year

2050 ¡ +4.2 ¡C ¡ 2030 ¡ +2.5 ¡C ¡

Webb, ¡Whe'on,Barlow( ¡2007) ¡

Climate ¡change ¡impact ¡on ¡winegrape ¡quality ¡

Poten;al ¡Impacts ¡of ¡Climate ¡Change ¡on ¡Grape ¡Quality ¡in ¡ major ¡Australian ¡wine ¡regions ¡ ¡

¡

Poten7al ¡Impacts ¡-­‑without ¡Adap:ve ¡measures ¡ ¡

Webb, ¡Whe'on, ¡Barlow( ¡2008) ¡

Maximum temperature anomalies

(differences from the 1971-2000 average)

Source: http://www.bom.gov.au/climate/current/statements/scs17d.pdf

Case Study 2:Managing extreme events Capture and codify what we already know

7 February 2009

18 64.4 15 59 12 53.6 9 48.2 6 42.8 3 37.4 32

• 3

26.6

• 6

21.2

• 9

15.8

• 12

10.4

• 15

5

• 18
• 0.4

°C °F

27-31 January 2009

Maximum temperature observations for January and February 2009

(Data sourced from the Australian Bureau of Meteorology) http://www.bom.gov.au/climate/dwo/200901/html/IDCJDW3051.200901.shtml 10 15 20 25 30 35 40 45 50 11/01/2009 12/01/2009 13/01/2009 14/01/2009 15/01/2009 16/01/2009 17/01/2009 18/01/2009 19/01/2009 20/01/2009 21/01/2009 22/01/2009 23/01/2009 24/01/2009 25/01/2009 26/01/2009 27/01/2009 28/01/2009 29/01/2009 30/01/2009 31/01/2009 1/02/2009 2/02/2009 3/02/2009 4/02/2009 5/02/2009 6/02/2009 7/02/2009 8/02/2009 9/02/2009

Mildura (Sunraysia) Launceston Airport (Tasmania) Cerberus (Mornington Peninsula)

Temperature ( ° C)

Damage to vineyards reported Black Saturday Smoke taint?

Vineyard temperatures in heat wave

• 1. Weather Awareness
• 2. Vineyard impact
• 3. Management strategies
• 4. Self assessment: what worked/ what didn’t

10 Regions X ~10 vineyards = 92 surveys

Documenting regional and inter-regional variation of

viticultural impact and management input

surrounding the 2009 summer heatwave in SE Australia.

Adaptation Approach Post event survey

Regional variation of reported damage

Northern Tasmania Mornington Peninsula Coonawarra Yarra Valley McLaren Vale Heathcote Barossa Valley Rutherglen Murray Darling/Swan Hill Riverland 1 2 3 4 Scale of damage (1-5)

n=9 n=8 n=7 n=9 n=8 n=4 n=9 n=10 n=7 n=8

Variation in regional impact

Score 0: Unaffected Score 3: 60% affected Score 2: 40% affected Score 4: 80% affected Score 5:100% affected Score 1: 20% affected

Scale of damage (1-5)

Nth.Tasmania McLaren Vale Mng.Peninsula Coonawarra Yarra Valley

Murray Darling/ Swan Hill

Heathcote Barossa Valley Rutherglen Riverland

Correlation with heat exposure?

Nth.Tasmania McLaren Vale Mng.Peninsula Coonawarra Yarra Valley

Murray Darling/ Swan Hill

Heathcote Barossa Valley Rutherglen Riverland

Heat degree days above 35 ° C (23rd Jan-9th Feb 2009)

(above 95 ° F)

• 1. Water access/ availability

– Irrigation PRIOR to the event – Rootstock/graft (canopy) – Soil type/structure and water holding capacity

• Row orientation:

– More damage on west aspect of NS rows

• 1. Phenological stage

– Pre or Post Veraison?

• 2. Canopy/ inter-row cover

– Good canopy growth early – Leaves protecting berries – Mulch had positive effect

NS orientation- west NS orientation- east Shaded bunches Limestone pan- poor root penetration

What really affected the impact!

Case study 3 Testing the results of modeling studies

• Models need to be tested with real data
• This data is often hard to obtain
• Engagement with the industry is a key

approach to getting this data

Long term data sets

§

For this assessment vintage records from 40 vineyard blocks in 11 winegrape growing regions from south-eastern Australia have been accessed. Winegrowing sites (12 sites) in 11 regions (grey) in south–east Australia from where data was accessed (stars: blue >25yrs, red <20yrs). Data extend back from 2009 for at least 25 yrs (ave~51yrs) for 8 of the blocks and for 32 blocks an avg~17yrs.

Vintage planning sheets Bottle labels Winery record books Library archives

Observed Changes in Maturity

A ¡trend ¡to ¡earlier ¡maturity ¡of ¡ winegrapes ¡was ¡observed ¡in ¡43 ¡of ¡ the ¡44 ¡vineyard ¡blocks. ¡ ¡ This ¡trend ¡was ¡significant ¡for ¡six ¡

• ut ¡of ¡the ¡11 ¡long-­‑term ¡blocks ¡for ¡

the ¡complete ¡:me ¡period ¡for ¡ which ¡records ¡were ¡available. ¡ ¡ For ¡the ¡period ¡1993-­‑2009, ¡35 ¡of ¡ the ¡44 ¡vineyard ¡blocks ¡assessed ¡ displayed ¡a ¡sta:s:cally ¡significant ¡ trend ¡to ¡earlier ¡maturity. ¡ ¡

Webb, ¡Whe'on ¡and ¡Barlow(2011) ¡

Rate of change in Maturity increases with time

¡ ¡ Average ¡rate ¡of ¡Advance ¡ ¡

1985-­‑2009: ¡0.8 ¡days/yr ¡ ¡ 1993-­‑2009: ¡1.7 ¡days/yr ¡ ¡

Webb, ¡Whe'on ¡and ¡Barlow(2011) ¡

Vintage compression

Webb, ¡Whe'on ¡and ¡Barlow(2011 ¡

A ¡significant ¡reducAon ¡ ¡of ¡1.1 ¡days ¡ ¡per ¡year ¡in ¡the ¡range ¡of ¡days ¡to ¡maturity ¡ ¡ ¡ ¡

Drivers of maturity shifts

Webb ¡et ¡al. ¡2012 ¡

Average ¡observed ¡shi? ¡= ¡~19 ¡days ¡earlier/25years ¡(0.76days/year) ¡ ¡

• GSTmodel= ¡6.2 ¡days ¡earlier ¡/ ¡25 ¡years ¡(7.7days ¡earlier ¡per ¡°C ¡aveGST ¡rise) ¡
• Soil ¡model= ¡5.9 ¡days ¡earlier ¡/ ¡25 ¡years ¡
• Yield ¡model ¡= ¡5.3 ¡days ¡earlier ¡/ ¡25 ¡years ¡(0.9 ¡days ¡later ¡per ¡t/ha ¡increase) ¡

¡

• Total ¡model ¡= ¡~17 ¡days ¡earlier ¡/ ¡25 ¡years ¡

¡

Time series of day of year grapes reached a designated sugar ripeness

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

1939 1941 1943 1945 1947 1949 1951 1953 1955 1957 1959 1961 1963 1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009

DOY at designated TSS

Day at designated TSS Change attrib. to warming No Change Linear (Day at designated TSS)

0.7°C warming for this region over this period

Winegrapes ripening earlier in the year

Goulburn Valley Shiraz (Mc)

Other drivers? ~16 days 16 days

TOTAL SHIFT 23 days

Warming ~7 days

(5-9 days)

7 days

Vintage year

~30% of the ‘total’ shift in time to a designated TSS is attributed to warming

i.e. 10days/1°C

Possible ADAPTATION potential

We suggest management practices may have inadvertently evolved to promote the vines capacity to accumulate carbon, hence ripen faster:

§

Manipulation of identified management practices may enable reversal of some of the undesirable trend to earlier ripening.

Vine health Canopy/rootstock CO2? Irrigation practices Yield changes

• Trends in maturity observed across majority of regions
• These trends related to observed growing season temperature changes
• Maturity trends were accelerating with climate change
• Significant harvest compression
• Major drivers for change were
• Growing season temperature (GST)- 36%
• Seasonal subsoil moisture -34%
• Yield manipulation -30%
• Adaptation strategies to minimize maturity shifts allows 64% of the drivers to

be manipulated by vineyard management

• 3 approaches , modeling impacts, field assessment of adaptation and

attribution analysis based on industry data have established significant engagement with Australian wine industry

• >85% of industry accept CC and are developing adaptation strategies

Conclusions