钱维宏/黄彩红：伊犁河谷产区的物理学及环境科学解读

“由于处在板块对撞的核心地带，伊犁地区正好是山脉的臂弯处，大量资源汇聚到此。”

“森林、草原、湿地、耕地……不同的子系统融合共生，使得伊犁河谷形成一个层次丰富的生态圈，从而孕育出非常丰富的微生物群落结构。”

6月21日，2024好酒中国行科学考察走进伊犁河谷产区研讨会在“太阳之地”那拉提草原上举办。

|2024好酒中国行科学考察走进伊犁河谷产区活动举行，图为嘉宾们参观新疆伊犁酒业的西域酒文化博物馆。 摄影/好酒地理局视频中心

来自中国酒类流通协会、北京大学、中国环境科学研究院、中国食品发酵工业研究院、兰州大学、贵州大学、河海大学的各位领导和专家学者，以及白酒行业的多位技术专家、咨询专家，共同探寻伊犁河谷酿美酒的真实密码。

北京大学物理学院大气科学系教授、大气科学与地球物理科普人钱维宏，中国环境科学研究院研究员黄彩红分别从物理学和环境科学的角度，解读伊犁河谷的成因、特性和酿酒禀赋。

钱维宏：

汽流碰撞造就了伊犁河谷酿美酒的水源、土壤和粮食资源

今天的场地（位于伊犁东部的那拉提草原）选得很好，早期地球大陆漂移和造山运动的时候，欧亚大陆向东南漂移，印度板块向东北漂移，也在这一地带发生了对撞。

由于处在板块对撞的核心地带，伊犁地区正好是山脉的臂弯处——板块挤压造成的隆起，过了南天山后，拐了一个弯，就到了那拉提这里——所以大量的资源汇聚到此。

无论是河流臂弯、海岸臂弯，还是山脉臂弯，往往都是资源汇聚的地方。比如，拥有曲折海岸线的法国，西部形成了海岸臂弯；上海陆家嘴，是在河流臂弯处崛起的。

正如法国的海岸臂弯处，汽流（带有水汽的大气流动）方向与水流方向相反，伊犁河谷的汽流方向与水流方向也是相反的。

这是在垂直方向上，汽流与水流形成的臂弯效应，其臂弯之处是能量集中和新物态形成的地方。

图源/钱维宏

放眼整个欧亚大陆，大西洋的水汽，首先到达威士忌产区（苏格兰）和白兰地产区（法国），最后汇聚到伊犁河谷。从上图来看，有三股来自大西洋的汽流，来到伊犁河谷，其中的两股汇聚到那拉提，在这里发生碰撞。

两股汽流带着它们的质量对撞，就产生了降水。对撞的角度越大（最大可以达到90度），能量就越大，降水量也就越大。

图源/钱维宏

这也是为何伊犁河谷降水量充沛的原因之一。

我认为，伊犁河谷的热、光、水、土、粮是一线分布的，汽流碰撞造就了这里酿美酒的水源、土壤和粮食资源。

关于汽流碰撞，我们可以打个比方，汽流“追尾”就好比车子发生追尾，如果一辆车子的能量密度是e，那么两辆车子追尾就是二分之一的e。但如果两辆车迎面碰撞，面对面的碰撞，碰撞的能量密度是两倍的e。

如果两辆车是直角碰撞，它的能量密度会是4倍e的平方。对汽流来说也是这样，如果两个汽流是直角碰撞，它就会形成很强的能量密度上升运动。

这其中的科学道理，我们把它称为“汽流正交碰撞生新态”。

图源/钱维宏

关于“新态”，早些年，李政道先生请画家李可染画了一个图（现存清华园），画的就是两头牛在直线碰撞，画中的题写了一句话叫“核子重如牛，对撞生新态”。

什么叫“新态”？也就是说，水汽来了我们还看不见，但对撞以后，垂直运动发生，就会形成降水、冰雹等自然现象，这就是新的状态。

我现在在思考一个问题，中国古代有四大发明，但到后来与西方现代的科技相比，为什么落后了？一个原因是，我们没有把指南针发展成电磁学，没有把火药发展成子弹和原子弹。

除了四大发明，中国的气象学和古老的酿造术，都是我们祖先留下来的。

|钱维宏在好酒中国行科学考察走进伊犁河谷产区研讨会上讲解伊犁河谷的“汽流正交碰撞生新态”。摄影/好酒地理局视频中心

古人划分了24节气，这是一种现象学，把粗糙的现象学，细化成一个科学，这是需要我们来做的。

中国古老的酿造技术，也需要细化成科学，这需要由中国的科学家们与企业共同来做细化的研究、解读和实践。

最后，我简单总结一下：伊犁河谷是大西洋暖湿气流最后汇聚的地方，它与法国白兰地产区一样，都具有汽流和水流相反的特点。伊犁河谷的那山、那云、那水、那雪，是大陆漂移和汽流碰撞的产物，形成了热、光、土、水、粮的一线分布。

黄彩红：

伊犁河谷是一个层次丰富的生态圈，孕育了丰富的微生物多样性

很高兴受到“好酒中国行科学考察”活动的邀请，来到伊犁河谷参加这样一个活动。在美丽的那拉提，我结识了很多新朋友，相信大家在遇到老朋友的同时，也拓展了自己的朋友圈。

今天，我想与大家分享一下伊犁河谷的“生态朋友圈”。

考察时间有限，还不足以对这片厚重的土地，形成多么深刻的理解，我就结合这两天所见所闻、所思所想，从生态环境角度，谈一点粗浅的认识。

|在好酒中国行科学考察走进伊犁河谷产区研讨会上，黄彩红讲解伊犁河谷的生态环境。摄影/好酒地理局视频中心

分三个部分：一是谈谈伊犁河谷的“舒适圈”，即伊犁河谷的生态环境特征和优势；二是翻翻白酒产区的“朋友圈”，对比一下我国其他白酒产地与伊犁河谷的共通及不同之处；三是共同探讨一下伊犁河谷绿色可持续发展的“未来圈”，就像北京大学张颐武教授讲到的那样，希望我们伊犁河谷的未来，能像乌孙石人的眼神所期盼的那样，源远流长。

首先，就伊犁河谷的“舒适圈”来讲，我想有这么六个“好”：

第一个是好山。

伊犁河谷的地理位置非常优越，被称为“塞外江南”“中亚湿岛”，它位于天山的脚下，受大西洋暖湿气流的庇佑，形成了丰沛的降雨量及湿地与河流。面向大西洋暖流的天山“人”字形怀抱，则造就了这里罕见的闭合式的天然酿造生态圈。

制图/好酒地理局视觉中心

第二个是好水。

这里的水源来自巩乃斯河——其河水来自于冰川的消融。天山的雪水非常纯净，且富含钾、钠、钙、镁、锶等微量元素，大大提升了水源的价值和质量。

此外，这个区域地下水的水位很高，地表水与地下水的交互比较频繁，稳定了这个区域的水量，而水量的稳定对于伊犁产区生产的稳定是非常重要的。

最后一点，冰川在融化的过程当中，除了元素的地球化学循环以外，那么环境微生物在其中发挥了重要作用，微生物、有机碳、有机氮等都会随着融水流出。

因此，好水孕育了伊犁河谷产区的魂。

第三和第四个就是好土与好粮。

伊犁河谷的土，是冲积平原所形成的黑钙土和栗钙土，土壤有机质含量高，使得植物的根系非常发达、生长茂盛，为优质原粮产生提供了非常好的元素保障。

此外，土壤微生物多样性非常丰富，这会使得区域内的生物代谢旺盛，也会促进植物生长，使植物吸收更多有益元素，形成如单宁类有益于提升酿酒产品风味的物质。

第五个是好生态。

伊犁河谷的生态系统稳定而具有丰富的层次。这里四季分明、降水量适中，考察期间，也有专家讲到，这里的降雨不是某一天突降大雨、暴雨，而是绵柔、适中、较为均匀分布的降雨。

这里日照时间长，年平均温度为10.4度，非常适合室内外结合的全年发酵。

这里的植被覆盖率也比较高，生物多样性也非常丰富。在考察那拉提湿地公园的时候，看到无论是沉水植物、挺水植物，都很丰沛；无论是潜鸭、彩鹮，还是鸬鹚、灰鹤，我们都有看到。

此外，整个伊犁河谷的区域里，有丰富的子生态系统类型，包括了森林、草原、湿地、农业用地等等，这些不同的子系统融合共生，使得伊犁河谷形成一个层次丰富的生态圈。

摄影/好酒地理局视频中心

最后一个就是好的菌株。

白酒酿造产业与生态环境关系密切，好菌株与环境休戚与共。白酒酿造是一个系统工程，影响因素涉及多介质多要素。然而，环境微生物对白酒风味和品质的影响是非常大的。环境微生物无处不在，具有非常显著的区域特征。

伊犁河谷具有如此丰富的生态多样性，其高质量的水、土、气，都孕育了非常丰富的微生物群落与功能，进而为伊犁产区在制曲、酿酒、有益微生物的分离等方面，提供了一个强大的资源库。

|伊犁酒业制曲车间中的中高温曲。摄影/好酒地理局视频中心

第二个部分，我们从气候类型、水源、原粮等方面，来对比一下伊犁河谷与其他酿酒产地的异同。

中国白酒产区的气候，大部分都是温带或者是亚热带气候；水源方面，大家都清楚，伊犁河谷来自巩乃斯河；茅台、郎酒等企业都处在赤水河流域；汾酒坐落于汾河流域；原粮基本上都是以高粱为主。

总体而言，这些产地都具有丰富的水资源和高质量的原粮供应，这是各地发酵产业共性的保障要素。从环境微生物的角度，我们可以看到白酒的品质和风味，与环境微生物的种类、功能、丰度的关系非常密切。

参考一些研究，我们发现乳酸杆菌属、醋酸杆菌属、曲霉属、热子囊菌属等等，是一些主要的功能菌属，在酿酒微生物共现网络中占据较强的生态位。

因此，通过富集或者强化车间、厂区，甚至产区多个圈层的功能菌群，来丰富和提升酿酒行业的关键微生物分类群。

|伊犁酒业酿酒车间

第三部分，我想谈一谈我们伊犁河谷的未来圈。

呵护生态环境内生动力，是绿色高质量发展的重要基础。“美丽中国”建设、“山水林田湖草沙一体化系统治理”以及“双碳”目标实现等等，都是我们未来十几年，甚至几十年要努力推动的一些事情。

面对国家层面发展战略与要求，伊犁河谷未来怎么去做呢？

一是要开展和深化产区系列研究，充分理解产区各要素的特征、规律与优势；二是基于环境承载力去使用、开发及评估；三是要更多地关注良好生态基底的保持与绿色可持续发展。

那么，如何基于天然优势，在绿色低碳方面持续发力？在做法上有三点不成熟的建议供参考。

 摄影/好酒地理局视频中心

一是强化区域层面绿色低碳发展的顶层设计与规划，战略目标要契合甚至超前于国家生态环保相关要求，探索前瞻性、前沿性、前端性的事情。

具体来讲，可以开展“美丽伊犁河谷“建设，或者通过创建两山实践创新基地、环境健康试点、美丽河湖等抓手，融合区域发展目标，推动实现伊犁河谷绿色低碳发展。

二是企业要着力打造车间、厂区和产区不同圈层的系统生态环境保障体系。

在全链条清洁生产、全过程融合经济环境与碳足迹的生命周期评价、废弃物资源化自消纳或循环利用、环境微生物资源开发与利用等方面，从理论、技术、应用、标准等不同维度，形成一套组合拳，有效提升整个厂区的绿色低碳水平。

三是持续推动信息化、智能化建设，并成立专业且稳定的专家咨询团队，定期研判生态环境问题，全面提升风险预警和管控能力，依据区域特色逐步打造“伊犁模式”，为全国白酒酿造行业树立绿色低碳标杆。

（本文图片除标注外，均来自伊犁酒业）

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