四川渠江中上游羊肚菌低溫冷害風(fēng)險分析*

張利平，周澤英，彭 雲(yún)，王慶莉，賴自力，王明田

（1.中國氣象局成都高原氣象研究所，成都 610072；2.達(dá)州市氣象局，達(dá)州 635000；3.甘孜藏族自治州氣象局，康定 626000；4.瀘州市氣象局，瀘州 646000；5.南方丘區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)研究四川省重點實驗室，成都 610066；6.四川省氣象臺，成都 610072）

羊肚菌（Morchella）是一種珍稀的野生食用菌[1]，有豐富的營養(yǎng)價值和很高的保健功能。中國20世紀(jì)80年代開始羊肚菌人工栽培馴化研究[2?3]。2000年四川省林業(yè)科學(xué)院首次采用外營養(yǎng)添加技術(shù)，突破羊肚菌的室外栽培技術(shù)難題[4?7]，之后，羊肚菌優(yōu)良菌株的引進與篩選、人工栽培技術(shù)的改進和商業(yè)化應(yīng)用等得到快速發(fā)展，相關(guān)仿生態(tài)栽培技術(shù)已在國內(nèi)多?。ㄊ?、自治區(qū)）得到大面積推廣。在實際栽培生產(chǎn)中，不同品種、不同地區(qū)、不同年份的羊肚菌產(chǎn)量表現(xiàn)極不穩(wěn)定，主要原因有菌種不穩(wěn)定、抗逆性差以及對環(huán)境條件的依賴性強等，其中最大的制約因素是天氣與氣候條件的不穩(wěn)定性[4]。羊肚菌主要氣象災(zāi)害有冷害、熱害、干旱和低溫連陰雨等，其中影響最大的是冬末春初羊肚菌原基分化?子囊果生長期的低溫冷害，如四川省甘孜州康定市2016年春季發(fā)生的強寒潮低溫冷凍災(zāi)害，導(dǎo)致當(dāng)年羊肚菌絕收。

羊肚菌冷害是指當(dāng)環(huán)境溫度低于某一臨界值時，子實體生長發(fā)育不良甚至受凍死亡的減產(chǎn)現(xiàn)象。國外對冷害機理研究較多[8?11]。國內(nèi)冷害研究主要集中在水稻、東北玉米、新疆棉花以及熱帶經(jīng)濟林木。王遠(yuǎn)皓等[12]將冷害指標(biāo)歸納為生長季溫度距平[13]、生長季積溫[14]、生長發(fā)育關(guān)鍵期冷積溫[15]、作物發(fā)育期距平[16]、熱量指標(biāo)[17]和綜合指標(biāo)[18]等六類，霍治國等[19?21]分別研究確定了香蕉和荔枝、龍眼、蓮霧苗的低溫寒害指標(biāo)等級，王春乙等[22?24]基于自然災(zāi)害風(fēng)險理論對作物冷害風(fēng)險評估方法進行了深入研究，梁立江等[25?29]利用GIS技術(shù)分別對東北水稻、湖北馬鈴薯、華南香蕉和荔枝、福建芒果等開展了冷害風(fēng)險區(qū)劃。羊肚菌生產(chǎn)是一種新興的特色與設(shè)施農(nóng)業(yè)，各地栽培歷史短，栽培總面積較小，目前關(guān)于羊肚菌冷害的致害機理、氣象指標(biāo)和氣候風(fēng)險與種植氣候區(qū)劃的研究少見報道，開展冷害氣象服務(wù)缺乏必要的技術(shù)支撐。

近年來，因產(chǎn)品需求旺盛、經(jīng)濟效益顯著，渠江中上游羊肚菌栽培面積逐年增加，是山區(qū)農(nóng)戶脫貧和農(nóng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要項目之一，但冷害是影響其安全生產(chǎn)和快速發(fā)展的主要氣候問題。本研究基于現(xiàn)有糧經(jīng)作物冷害分析和風(fēng)險區(qū)劃研究方法與成果，在不考慮社會經(jīng)濟與管理水平等影響的前提下，以四川渠江中上游羊肚菌主要栽培區(qū)出菇期冷害為研究對象，結(jié)合田間試驗和生產(chǎn)調(diào)查，研究羊肚菌冷害致災(zāi)因子及風(fēng)險指標(biāo)，運用GIS技術(shù)開展羊肚菌冷害氣候風(fēng)險精細(xì)區(qū)劃，以期為本地區(qū)羊肚菌生產(chǎn)規(guī)劃、冷害動態(tài)評估和防災(zāi)減災(zāi)對策提供科學(xué)依據(jù)，促進山區(qū)農(nóng)戶脫貧致富和農(nóng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域與時段

渠江中上游地處四川東北部、大巴山?米倉山南麓，106.35～108.54°E、30.32～32.74°N，海拔222.0～ 2512.9m，主要包括達(dá)州和巴中兩市。地勢北高（大巴山區(qū)）南低（盆地丘區(qū)），以山地和丘陵為主，屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候類型。由于地形復(fù)雜，山地氣候特征明顯。海拔800m以下的低山、丘陵、河谷地區(qū)，氣候溫和，四季分明，無霜期長；海拔800?1000m的低、中山區(qū)，氣候溫涼、陰濕，回春遲，夏日熱，秋涼早，冬寒長；海拔1000m以上的中山區(qū)，光熱資源不足，寒冷期較長，春寒和秋霜突出。

羊肚菌一般從低海拔的平原地區(qū)到3200m的高海拔地區(qū)都有分布[3]，但各地生育期不同。據(jù)調(diào)查和試驗（表1），目前渠江中上游區(qū)域內(nèi)羊肚菌主要種植于海拔300～600m的河谷、低山淺丘及平壩區(qū)，600m以上山區(qū)種植極少，且子實體生長季明顯延后。該區(qū)域內(nèi)羊肚菌栽培季一般為10中下旬?翌年3月底或4月初。一般在10月中下旬播種，1月下旬?2月上旬為原基分化期，3月上旬隨著子實體生長成熟，開始采收，4月上中旬結(jié)束，采收期30d左右?？梢姡??3月為羊肚菌生長的關(guān)鍵期。據(jù)此，確定研究區(qū)域為渠江中上游海拔600m以下地區(qū)（以下稱“研究區(qū)”），研究統(tǒng)計時段為2?3月。研究區(qū)地形與資料站點分布見圖1。

表1 研究區(qū)內(nèi)羊肚菌生育期調(diào)查結(jié)果Table 1 Investigation result of the growth period of Morchella in research station

圖1 研究區(qū)域（海拔600m以下）地形與站點分布Fig.1 Topography and site distribution in the study area（altitude≤600m）

1.2 資料及其來源

DEM高程數(shù)據(jù)。分辨率30m的DEM高程數(shù)據(jù)來源于地理空間云（http：//www.gscloud.cn/），1：100萬行政區(qū)劃邊界shp（2017版）數(shù)據(jù)來源于國家基礎(chǔ)地理信息中心（http：//ngcc.sbsm.gov.cn/ngcc/），用于空間分析。

氣候數(shù)據(jù)。渠江中上游及其周邊21個縣級氣象站1991?2020年逐日地面氣象觀測資料來源于四川省氣象探測數(shù)據(jù)中心、重慶市氣象科學(xué)研究所和陜西省漢中市氣象局，用于對研究區(qū)域內(nèi)典型站點冷害指標(biāo)的統(tǒng)計分析。

試驗數(shù)據(jù)。2018年10月?2019年4月，在宣漢縣雙河鎮(zhèn)方斗村（31.463°N，107.772°E，494.0m）和萬源縣井溪鎮(zhèn)鹽井壩村（31.772°N， 108.229°E， 500.0m）同時開展羊肚菌生產(chǎn)試驗，方斗村為丘陵臺地，鹽井壩村為河谷，土壤類型均為水稻土。試驗在遮光率為75%黑色遮陽網(wǎng)搭建的2m高簡易大棚中進行，試驗品種為六妹羊肚菌（M.sextelata）栽培種，每個小區(qū)面積為10m2，設(shè)1個重復(fù)5個播期，播期間隔5d，首播期為10月29日，試驗區(qū)外生產(chǎn)對照地塊播期為11月8日。棚內(nèi)安裝便攜式自動氣象觀測儀（高度1.5m）和土壤多參數(shù)速測儀（外接電源），主要觀測氣溫、空氣濕度、日照時數(shù)以及0?10cm土壤溫濕度。棚外800m范圍內(nèi)建有1個區(qū)域自動氣象站，自動定時收集氣象資料，結(jié)合羊肚菌生育期觀測，分析氣象條件和栽培設(shè)施內(nèi)外溫差及其變化對羊肚菌生長發(fā)育的影響。

1.3 冷害指標(biāo)選擇

羊肚菌子實體期發(fā)生冷害，原基和子囊果會因凍而受損或死亡，受害程度與地面最低氣溫直接相關(guān)，還與降溫幅度和持續(xù)時間等密切相關(guān)。根據(jù)降溫天氣條件的不同，冷害可分成輻射型冷害、平流型冷害和混合型冷害[30]，其中，輻射型冷害主要由極端最低氣溫造成，平流型冷害主要由持續(xù)低溫造成，混合型冷害主要是由平流型冷害轉(zhuǎn)為輻射型冷害所致。冷害致災(zāi)因子可以概括為極端最低氣溫、最大降溫幅度、持續(xù)日數(shù)和有害積寒。降溫幅度和極端最低氣溫可較好地表示強冷空氣入侵引起的上述3種冷害類型的劇烈程度，低溫持續(xù)日數(shù)和過程有害積寒可較好地表示中弱冷空氣多次補充造成的平流型冷害的累積作用。

據(jù)研究[27]，過程有害積寒與過程持續(xù)日數(shù)、最低溫度和降溫幅度呈顯著相關(guān)，能綜合反應(yīng)不同類型冷害過程的時長與強度。因此，選擇極端最低氣溫和過程有害積寒作為羊肚菌的冷害指標(biāo)。

1.4 統(tǒng)計口徑與計算方法

（1）羊肚菌低溫冷害過程：羊肚菌原基分化?子實體期間，當(dāng)日最低氣溫（Tmin）≤冷害臨界溫度（Tc）、且持續(xù)1d或以上時，定義為1次羊肚菌低溫冷害過程。

（2）冷害頻率（P）：統(tǒng)計年（N）內(nèi)冷害發(fā)生次數(shù)（n）的百分比。

（3）冷害過程日平均氣溫（Tk）：冷害過程中日平均氣溫的平均值。

式中，T為最低氣溫≤界限溫度之日的平均氣溫（℃），m為最低氣溫≤界限溫度的日數(shù)（d）。

（4）過程有害積寒（ACHT，accumulated cold harmful temperature，簡稱積寒）：指冷害過程中，低于臨界溫度的逐時溫度與臨界溫度之差的絕對值累積量。

計算方法：根據(jù)確定的羊肚菌發(fā)生低溫冷害臨界溫度指標(biāo)，統(tǒng)計低溫冷害過程數(shù)據(jù)。由于沒有逐時溫度資料，參考文獻[19]中公式，計算每次低溫冷害過程的積寒值。計算式為

式中，A為積寒（℃·d）；m為過程持續(xù)日數(shù)（1，2，…，x2）；Tmin為日最低氣溫（℃）；Tm為日平均氣溫（℃）；Tc為冷害臨界溫度，其數(shù)值需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐蜏貧庀髼l件和羊肚菌試驗結(jié)果綜合確定。

（5）溫差（Tm）：同日最低氣溫（Tmin）與地面最低溫度（T0min）之差，即

1.5 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

為消除不同指標(biāo)量綱的影響，采用z-score法進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)符合標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，即均值為0，標(biāo)準(zhǔn)差為1，轉(zhuǎn)換式為

式中，μ為樣品的均值，σ為樣品的標(biāo)準(zhǔn)差。

采用min-max標(biāo)準(zhǔn)化對數(shù)據(jù)進行線性變化，使數(shù)據(jù)落在[0，1]，即

式中，Xi為某一致災(zāi)因子第i年的標(biāo)準(zhǔn)化值（0≤Xi≤1），xi*為相應(yīng)致災(zāi)因子第i年z-score法轉(zhuǎn)換后的值，xmax*、xmin*分別為相應(yīng)致災(zāi)因子z-score法轉(zhuǎn)換后的最大值和最小值，i為年份。

為了與極端最低氣溫的相關(guān)性方向保持一致，積寒值標(biāo)準(zhǔn)化時應(yīng)先作負(fù)值處理。

1.6 綜合冷害指數(shù)計算

采用加權(quán)綜合評價法計算逐年冷害指數(shù)[23?24]，即

式中，Hi為羊肚菌綜合冷害指數(shù)；n為評價因子個數(shù)，n=2（極端最低氣溫和積寒值）；Wi為第i項評價因子的權(quán)重，采用層次分析法確定。

1.7 空間分布數(shù)理模型建立

運用多元回歸法建立各指標(biāo)或要素的空間分布數(shù)理模型，即

式中，iA為第i項氣象災(zāi)害指標(biāo)的回歸頻次，δ、φ、h分別代表經(jīng)度、緯度和海拔，ia、ib、ic為回歸系數(shù)，di為常數(shù)，ω為殘差。

利用ArcGIS10.1繪圖，殘差采用反距離權(quán)重法插值訂正。

1.8 風(fēng)險等級劃分與區(qū)劃圖繪制

利用ArcGIS10.1的空間分析模塊制作區(qū)劃圖。采用層次分析法確定冷害指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，分別對冷害指標(biāo)圖層進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，按權(quán)重對指標(biāo)圖層進行疊加計算，繪制風(fēng)險柵格圖層。按照自然斷點法確定低、次低、中、次高、高5級風(fēng)險分級閾值，對風(fēng)險柵格圖層分級。最后，疊加行政邊界和主要河流等地圖信息，繪制冷害風(fēng)險區(qū)劃圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 羊肚菌低溫冷害指標(biāo)確定

2.1.1 地溫臨界值

羊肚菌是低溫菌，不同品種的適宜生長發(fā)育溫度范圍略有差異[2?4，31?32]。一般而言，菌絲體發(fā)育溫度在5.0～30.0℃均可，最適溫度為15.0～22.0℃，能耐0.0℃以下低溫；當(dāng)溫度穩(wěn)定在8.0℃以上3d后，原基開始分化；子囊果含水量在90%以上，環(huán)境溫度在6.0～25.0℃區(qū)間均能生長，低于15.0℃品質(zhì)較好。原基分化?子囊果初期是低溫敏感期，研究區(qū)多處于冬末春初，該時段內(nèi)環(huán)境溫度為0.0～6.0℃時，原基與子囊果生長緩慢甚至停止分化、生長；當(dāng)環(huán)境溫度＜0.0℃時，原基或子囊果會因受凍結(jié)冰而死亡，嚴(yán)重時導(dǎo)致羊肚菌大量減產(chǎn)甚至絕收。羊肚菌主要生長在地表0?15cm范圍內(nèi)，可用地表溫度表示其生長的環(huán)境溫度，因此，確定2?3月羊肚菌低溫冷害的地面溫度臨界值為0.0℃。

2.1.2 氣溫臨界值

地溫受環(huán)境影響因素較多，加之一般種植地區(qū)并沒有觀測或預(yù)報，所以實際應(yīng)用中地溫不如氣溫（H=1.5m）方便。因此，需將0.0℃的地面溫度臨界值轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的氣溫值。

（1）以南江、宣漢和大竹3個國家氣象觀測站，分別代表研究區(qū)的北、中、南3個區(qū)位，選取2010?2019年2?3月日最低氣溫（Tmin）≤3.0℃觀測資料與同日地面最低溫度（T0min）觀測資料為一個數(shù)據(jù)組（Tm≤3.0℃的頻率在98%以上）。利用上述資料進行線性回歸分析，結(jié)果見表2。

由表2可見，研究站點最低氣溫與地面最低溫度呈極顯著正相關(guān)，但回歸系數(shù)較?。ǎ?.1），常數(shù)項（≈平均溫差）在0.90～1.35，從南至北增大，最低氣溫與地面最低溫度之差相對恒定。

（2）統(tǒng)計同日最低氣溫（Tmin）與地面最低溫度（T0min）之差（Tm）和當(dāng)Tmin≤臨界值（臨界值取0.0、1.0、2.0和3.0℃）時、T0min≤0.0℃的頻率P臨界值，結(jié)果見表3。由表中可見，日最低氣溫與地面最低溫度關(guān)系較復(fù)雜，二者平均差值在0.7～1.4℃，溫差范圍在?1.9～3.5℃，其中最低氣溫高于地面最低溫度的頻率為82.2%～94.1%。當(dāng)最低氣溫≤0.0℃時，一般都有冷害發(fā)生；最低氣溫≤1.0℃時，冷害頻率50.0%～91.0%；最低氣溫≤2.0℃時，冷害頻率41.2%～77.3%；最低氣溫≤3.0℃時，冷害頻率31.1%～59.3%。

（3）統(tǒng)計當(dāng)T0min≤Tmin時，Tmin小于1.0、2.0和3.0℃等臨界值的頻率P臨界值和溫差Tm，結(jié)果見表4。由表中可見，當(dāng)冷害發(fā)生時，最低氣溫高于地面最低溫度的頻率在90%以上，平均溫差為1.2～1.6℃，最低氣溫≤2.0℃的頻率均在95.0%以上。

從地理區(qū)位上看，隨著緯度北移和海拔升高，研究區(qū)內(nèi)冷害日數(shù)明顯增加，且最低氣溫與地面最低溫度之差增大。

表2 代表站點2?3月日最低氣溫（Tmin）與地面最低溫度（T0min）間回歸分析結(jié)果（2010?2019年）Tble 2 Regression analysis between the minimum air temperature（Tmin）and minimum ground temperature（T0min）at three representative stations from Feb.to Mar.（2010?2019）

表3 不同臨界氣溫水平下地溫T0min≤0℃的頻率及不同條件下的氣?地溫差統(tǒng)計（2010?2019年）Table 3 Statistics of the ground - air temperature difference and frequency of T0min≤0℃ under different condition （2010-2019）

表4 冷害發(fā)生時的氣?地溫差（℃）和不同臨界氣溫下T0min≤0℃的頻率（%）（2010?2019年）Table 4 Statistics of the ground - air temperature difference（℃） and frequency（%） under different critical air temperature when chilling injury occurs in 2010?2019

2.1.3 低溫冷害指標(biāo)確定

統(tǒng)計方斗和鹽井壩站羊肚菌試驗大棚內(nèi)外2019年2月的最低氣溫和地溫情況，結(jié)果見表5。由表中可見，兩個試驗大棚內(nèi)外2月平均最低氣溫與平均最低地面溫度之差0.6～0.9℃，極端最低氣溫與極端最低地面溫度之差1.4～1.7℃，棚內(nèi)外溫差變化方向與此一致但有差異。

2月19?20日，渠江中上游發(fā)生了一次輻射型冷害天氣過程，18日下午天氣轉(zhuǎn)晴以后，19日試驗大棚內(nèi)外平均氣溫5.0℃左右，比前一天降低約1.5℃，而極端最低氣溫由前一天的2.0℃左右下降到0.0℃以下，地面極端最低溫度降至?2.5～?1.7℃，差值1.4～1.7℃；20日，方斗站冷害結(jié)束，鹽井壩站平均氣溫回升約1.0℃，極端最低氣溫僅回升0.2～0.4℃，棚內(nèi)地面極端最低溫度比棚外偏低?0.4～?0.3℃。

宣漢站2019年2月19日冷害日的氣溫和地溫實時變化情況見圖2。由圖可見，受云天狀況變化影響，當(dāng)日2：00后地溫和氣溫迅速下降，4：00、5：00先后降至最低，然后逐步回升，8：00后受太陽輻射影響，地溫迅速上升。日極端最低氣溫（0.8℃）與極端最低地面溫度（?1.0℃）之差為1.8℃。

綜上，研究區(qū)2?3月最低氣溫與地面最低溫度的平均差值在0.7～1.4℃，當(dāng)最低氣溫≤2.0℃時，雖不一定出現(xiàn)冷害，但當(dāng)有冷害出現(xiàn)時，最低氣溫一般在2.0℃以下。綜合考慮羊肚菌風(fēng)險管理、栽培環(huán)境復(fù)雜性等，確定2?3月羊肚菌冷害風(fēng)險指標(biāo)為日最低氣溫≤2.0℃。

2.2 羊肚菌冷害發(fā)生情況統(tǒng)計

按照日最低氣溫≤2.0℃標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)計羊肚菌2?3月冷害發(fā)生情況，結(jié)果見圖3、表6?表8。由圖3和表6可見，不同年份各地冷害差異明顯，除個別年份外，北部的冷害發(fā)生頻次和積寒明顯高于中部和南部，最大積寒南江和宣漢站出現(xiàn)在2008年，大竹站出現(xiàn)在1995年；因大竹海拔略高于宣漢且處于川東平行嶺谷的槽區(qū)，更易受南下冷空氣影響，導(dǎo)致大竹積寒略大于宣漢。

表5 2019年2月兩個試驗站簡易大棚內(nèi)外氣溫與地面溫度Table 5 Air temperature and ground temperature（0cm） inside and outside the simple greenhouse at two test stations in February，2019

圖2 宣漢站2019年2月19日氣溫和地溫的日內(nèi)變化Fig.2 Diurnal variation of air temperature and ground temperature in Xuanhan station on Fer.19， 2019

圖3 1991?2020年各站點積寒值的年際變化Fig.3 Annual changes of accumulated cold harmful temperature （ACHT） in each station in 1991?2020

由表6可見，從冷害的月發(fā)生情況看，2月偏多偏重，平均發(fā)生頻次約為2.0次，平均積寒約為0.51℃·d；3月冷害偏少偏輕，平均發(fā)生頻次約為0.3次，平均積寒約為0.03℃·d。從旬發(fā)生情況看，2月上旬以后，旬頻次與積寒均逐旬降低或減小，到3月中旬以后，北部山區(qū)偶有冷害，中南部極少有冷害發(fā)生；2月上中旬冷害頻次約為1.6次·a?1，占總頻次的70.2%，積寒約為0.44℃·d，冷害頻次較高、強度較大；2月下旬以后冷害頻次約為0.7次·a?1，占總頻次的29.8%，積寒約為0.09℃·d，冷害頻次明顯降低，危害明顯減小。

由表7可見，各地羊肚菌冷害發(fā)生年頻次自南向北增多，由大竹的10年7遇增多至南江的1年1遇。不同持續(xù)日數(shù)冷害過程年頻次合計分別為3.53（南江）、1.87（宣漢）、1.67次（大竹），各站冷害日數(shù)以持續(xù)1～3d為主，占82%～89%；持續(xù)3～5d的較少，占9%～15%；持續(xù)5d以上的很少，僅占2%～3%。

由表8可見，各地2?3月羊肚菌冷害多年平均日數(shù)為2.7～6.4d，冷害日平均氣溫5.7～5.8℃，極端最低氣溫?2.5～?1.0℃，多年平均積寒0.35～1.01℃·d，冷害平均日數(shù)和平均積寒隨緯度和海拔的增加而增加；冷害最長過程日數(shù)可達(dá)6～8d，最大積寒2.20～3.64℃·d。

表6 1991?2020年2?3月研究站點冷害發(fā)生頻率（P，%）和積寒（ACHT，℃·d）Table 6 Chilling injury frequency（P， %） and accumulated cold（ACHT， ℃·d） in research stations in Feb.-Mar.in 1991?2020

表7 1991?2020年冷害年頻次和不同持續(xù)日數(shù)冷害過程年發(fā)生頻次Table 7 Frequency of chilling injury in years and annual frequency of chilling injury in different duration days from 1991 to 2020

表8 1991?2020 年研究站點冷害日數(shù)、氣溫和積寒統(tǒng)計Table 8 Statistics of chilling injury days， air temperature and ACHT in research station in 1991?2020

鑒于研究區(qū)內(nèi)3個氣象站近30a每年2?3月冷害日的平均氣溫穩(wěn)定在5.7～5.8℃，故認(rèn)為，可將2?3月日平均氣溫＜6.0℃作為研究區(qū)羊肚菌出菇期的冷害風(fēng)險預(yù)警基礎(chǔ)指標(biāo)，此指標(biāo)與羊肚菌子囊果生長的下限溫度一致，實際應(yīng)用時根據(jù)冷害類型和天氣狀況適當(dāng)調(diào)整后，可開展相關(guān)氣象服務(wù)。

2.3 渠江中上游羊肚菌冷害綜合風(fēng)險區(qū)劃

2.3.1 指標(biāo)因子空間分布

利用21個站點2?3月的極端最低氣溫Td、多年平均積寒Ah與各站點地理位置進行多元回歸，建立空間分布模型，結(jié)果如式（9）、式（10），經(jīng)殘差訂正后兩指標(biāo)的空間分布見圖4。

由圖4可見，研究區(qū)極端最低氣溫為?4.4～?0.3℃，平均積寒為0.0～1.17℃·d，絕對值均呈自南向北、自西向東、自低海拔向高海拔增大的空間變化規(guī)律，其中受緯度和海拔影響較明顯。受大巴山阻擋，冬春季冷空氣南下通道多數(shù)位于研究區(qū)東部，西部地區(qū)冷空氣活動相對偏少、強度偏輕是這兩個指標(biāo)的空間分布絕對值自西向東增加的主要原因。

2.3.2 綜合風(fēng)險區(qū)劃

采用層次分析法確定極端最低氣溫（Td）和2?3月冷害過程多年平均積寒（Ah）的權(quán)重系數(shù)（表9），分別對Td和Ah進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，按權(quán)重對指標(biāo)圖層進行疊加運算。運用自然斷點法，按低、次低、中、次高和高5級確定分級閾值（表10）。疊加行政邊界和主要河流等信息，繪制冷害風(fēng)險區(qū)劃圖（圖5），計算各風(fēng)險分區(qū)面積與占比（表10）。

由圖5可見，羊肚菌冷害風(fēng)險等級自南向北、自低海拔向高海拔增加。低、次低風(fēng)險區(qū)主要分布于達(dá)州的渠縣、大竹、達(dá)川大部、通川區(qū)東南部、宣漢南部河谷和巴中的巴州、恩陽、平昌等海拔450m以下的低山河谷、淺丘平壩區(qū)，面積約占46.6%；中風(fēng)險區(qū)主要分布于大竹前槽北部、開江后廂等海拔400～520m的低山高丘區(qū)，面積約占20.4%；次高或高風(fēng)險區(qū)主要分布于開江前廂、通川北部、宣漢、萬源、通江、南江等海拔520～600m的低山河谷區(qū)，面積約占33.0%。

圖4 渠江中上游區(qū)域2?3月極端最低氣溫（a）和平均積寒值（b）的空間分布（1991?2020年）Fig.4 Spatial distribution of extreme minimum temperature（a） and average ACHT（b） in the middle and upper reaches of the Qu river in Feb.?Mar.（ 1991?2020）

表9 冷害指標(biāo)因子影響權(quán)重Table 9 Influence weight of chilling injury index factors

表10 羊肚菌低溫冷害綜合風(fēng)險等級與面積Table 10 The grade and area of comprehensive risk index of chilling injury of Morchella

圖5 渠江中上游區(qū)域羊肚菌冷害風(fēng)險區(qū)劃Fig.5 Risk zoning of Morchella chilling injury in middle and upper reaches of Qu river

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

（1）渠江中上游海拔600m以下地區(qū)2?3月空氣與地面的最低溫度差值平均為1.0℃左右（0.7～1.4℃），南部小北部大，羊肚菌冷害風(fēng)險溫度指標(biāo)為日最低氣溫≤2.0℃。羊肚菌冷害風(fēng)險預(yù)警指標(biāo)為日平均氣溫＜6.0℃，此指標(biāo)與羊肚菌生長的下限溫度基本一致，數(shù)據(jù)資料易獲取，便于開展羊肚菌專業(yè)氣象服務(wù)。

（2）羊肚菌冷害年發(fā)生頻次為10年7遇至1年1遇，主要發(fā)生在2月上旬?3月上旬，冷害過程發(fā)生頻次和強度逐旬減小，其中2月上中旬發(fā)生頻次較高，約占總頻次的70%。冷害過程持續(xù)日數(shù)以1～3d為主，占總過程數(shù)的82%～89%，最長過程日數(shù)6～8d；極端最低氣溫?4.4～?0.3℃，平均積寒0.0～1.17℃·d，最大積寒值2.20～3.64℃·d。

（3）羊肚菌冷害風(fēng)險等級自南向北、自低向高增加。中低風(fēng)險區(qū)主要分布在中南部海拔520m以下的低山淺丘河谷區(qū)，面積約占2/3；次高和高風(fēng)險區(qū)主要分布在北部海拔520?600m的低山高丘河谷區(qū)，面積約占1/3。

（4）將羊肚菌原基分化期調(diào)控至2月下旬以后，冷害頻次降至約3年2遇，冷害強度明顯降低，其危害明顯減小。

（5）栽培地選址和設(shè)施大棚搭建方式對羊肚菌冷害有不同的影響效應(yīng)。局地地形對小氣候的影響可根據(jù)海拔高度和是否有利于南下冷空氣流動與聚集進行綜合判斷，而利用黑色遮陽網(wǎng)搭建的栽培設(shè)施，因輻射降溫幅度增大，冷害降溫過程會加重對羊肚菌的損害。

3.2 討論

（1）研究確定了渠江中上游海拔600m以下地區(qū)羊肚菌的冷害致災(zāi)因子、風(fēng)險指標(biāo)和安全生產(chǎn)的平均氣溫下限，劃分了羊肚菌冷害氣候風(fēng)險等級，相關(guān)結(jié)果與實際基本相符，可以作為研究區(qū)內(nèi)羊肚菌生產(chǎn)規(guī)劃、冷害動態(tài)評估、防災(zāi)減災(zāi)的氣象依據(jù)。

就生物特性和栽培技術(shù)而言，羊肚菌可以種植在渠江中上游海拔600m以上山區(qū)，因出菇季節(jié)較晚，晝夜溫差隨海拔升高而增大，冷害、春季連陰雨、風(fēng)害等災(zāi)害增多，強度增大，商品化栽培風(fēng)險較高，海拔越高，風(fēng)險越大，這些災(zāi)害風(fēng)險還有待進一步調(diào)查研究。

（2）由于不同地域的氣候背景、栽培小氣候環(huán)境、羊肚菌生育期等存在差異以及冷害過程的多樣性和復(fù)雜性，研究確定的羊肚菌冷害指標(biāo)和風(fēng)險等級指標(biāo)在不同地區(qū)不一定完全適用，應(yīng)用時需根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H和冷害天氣狀況進行適度調(diào)整。

（3）受資料不足所限，未分析羊肚菌產(chǎn)量或品質(zhì)與致災(zāi)因子、綜合指數(shù)之間的相關(guān)性，冷害指標(biāo)和風(fēng)險等級與實際情況可能存在一定誤差，有待通過收集生產(chǎn)資料、增加試驗，進一步開展驗證分析，提高相關(guān)指標(biāo)的可靠性和準(zhǔn)確性。

（4）羊肚菌不同冷害類型的氣候特征及影響程度存在一定差異，差異大小可能與溫度動態(tài)變化、水分、土壤熱容量、風(fēng)等多種因素有關(guān)，有待通過試驗收集資料，開展相關(guān)影響研究，為羊肚菌冷害預(yù)警預(yù)報服務(wù)提供更有指導(dǎo)意義的結(jié)論。