龍井市蘋果梨始花期預報模型研究

金美玉 趙晶 付強

摘要 利用延邊龍井市1996—2016年蘋果梨始花日期數(shù)據(jù)，通過分析蘋果梨開花期日序數(shù)與1—4月每旬平均溫度、降水、日照時數(shù)、20 cm地溫、40 cm地溫的相關關系，找出影響蘋果梨始花期早晚的主要氣象因子和關鍵時期，最終擬合出龍井市蘋果梨始花日期預報模型，對模型的預報準確性進行驗證，結果表明預報準確率滿足業(yè)務要求。

關鍵詞 蘋果梨花；始花期；氣象因子；預測模型

中圖分類號 S162.5 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）25-0189-04

Abstract Using the date of the apple pear beginning flower during 1996-2016，the relationship between the ordinal number of apple pear flowering period and the average temperature， precipitation， sunshine hours， 20 cm ground temperature and 40 cm ground temperature from January to April were analyzed.The main meteorological factors and critical periods affecting the early stage of apple pear were found out. Finally， the date forecasting model of apple pear in Longjing City was finally fitted， and the accuracy of the forecast was verified. The results showed that the forecast accuracy was satisfactory.

Key words Apple pear flower；Initial flowering period；Meteorological factors；Prediction model

蘋果梨原產(chǎn)于吉林省延邊地區(qū)，延邊地區(qū)又以龍井市為代表，2009年延邊開始舉辦延邊-龍井梨花旅游節(jié)。通過長期的觀測結果顯示，龍井市蘋果梨始花期一般在5月上、中旬，最早可在4月中旬開放。始花期的不確定性給有關部門的各項工作帶來不便，如何提前20 d或更早預報始花日期，將會為相關單位各項工作的開展提供有利參考。

在應用氣象因素預報始花期方面，國內學者做了較多研究。目前，有利用物候法對作物始花期進行預測的，如周美燕等[1]選用陽信縣榆樹的花期為起點，統(tǒng)計榆樹花期與其他各種樹木花期≥0 ℃的間隔積溫263.1 ℃·d作為物候預報基本資料，預報鴨梨初花期。有利用大氣環(huán)流資料分析預測始花期的，如孔凡忠等[2]分析發(fā)現(xiàn)牡丹初花期與其前期500 hPa大氣環(huán)流特征有很好的相關關系，并建立一組牡丹花期中長期預報方程，最長預報時效超過150 d；閆淑蓮等[3]利用最優(yōu)回歸方程分析刺槐盛花期與氣象要素之間的關系，研究威海市刺槐盛花期的預報模式。目前較為成熟的方法是尋找影響作物生長主要因子和關鍵時期法，如尹文昱等[4]、吳炫柯等[5]、云文麗等[6]均是通過分析始花期（盛花期）變化趨勢與氣候因子的相關性，尋找關鍵因子和關鍵期，分別建立了大連地區(qū)大櫻桃始花期、柳州桂花盛花期、呼和浩特紫丁香盛花期的統(tǒng)計預報模式。筆者主要分析了龍井市蘋果梨始花期與前期主要氣象因子的關系，篩選出影響蘋果梨始花期主要氣象因子和關鍵時期，并開展蘋果梨始花期預報，以滿足“中國延邊-龍井梨花旅游節(jié)”需求，為拓寬花卉花期預報的研究領域提供參考。

1 資料與方法

所用資料主要包括1996—2016年龍井市蘋果梨始花日期數(shù)據(jù)，資料來源于龍井市華龍園藝。氣象資料來自龍井市氣象局，包括1996—2012年日平均溫度、降水量、日照時數(shù)、20 cm地溫、40 cm地溫數(shù)據(jù)。

龍井市1996—2016年蘋果梨始花日期數(shù)據(jù)，將5月1日設為基準日期計為0，即5月2日計為1，4月30日計為-1，得到始花期日序數(shù)。采用數(shù)理統(tǒng)計、Pearson相關、逐步回歸等方法，分析了龍井市蘋果梨始花期與前期主要氣象因子的關系，篩選出影響蘋果梨始花期主要氣象因子和關鍵時期，并開展蘋果梨始花期預報。

2 結果與方法

2.1 蘋果梨始花期基本特征

由圖1可知，龍井市蘋果梨平均始花日期為5月13日，最早為4月25日（1998年），最晚為5月22日（2000、2001年），變幅長達27 d。均方差大小可以表示始花期的穩(wěn)定性程度，1996—2012年龍井市蘋果梨始花期較不穩(wěn)定，日序數(shù)均方差達到7.53，與平均日期相差7 d以上達47%。

2.2 影響蘋果梨始花期氣象因子分析

2.2.1 蘋果梨始花期與旬平均溫度的關系。

蘋果梨始花期一般在5月中旬，但每年隨氣候變化差異較大。在此采用1996—2011年1—4月每旬平均氣溫，分析始花期日序數(shù)與旬平均氣溫的關系。從表1可以看出，蘋果梨開花日序數(shù)與3月上旬平均溫度、4月中旬平均溫度和3月平均溫度均呈極顯著負相關關系，與3月中旬平均溫度、3月下旬平均溫度、4月上旬平均溫度均呈顯著負相關關系。

2.2.2 蘋果梨始花期與旬降水量的關系。

從表2可以看出，開花日序數(shù)與各旬降水量均不存在顯著相關關系。

2.2.3 蘋果梨始花期與旬日照時數(shù)的關系。

從表3可以看出，開花日序數(shù)與各旬日照時數(shù)均不存在顯著相關關系。

2.2.4 蘋果梨始花期與旬40 cm平均地溫的關系。

從表4可以看出，蘋果梨始花期日序數(shù)與3月、4月各旬40 cm平均地溫均呈負相關關系，且與3月上旬40 cm平均地溫呈顯著負相關關系，與3月中旬、3月下旬、4月上旬、4月中旬、4月下旬40 cm平均地溫呈現(xiàn)極顯著負相關關系，說明在一定范圍內，3、4月40 cm平均地溫升高使得始花日期會提前。通過分析發(fā)現(xiàn)，始花期日序數(shù)與3月40 cm平均地溫也呈現(xiàn)極顯著負相關關系。

2.2.5 蘋果梨始花期與旬20 cm平均地溫的關系。

從表5可以看出，蘋果梨始花期日序數(shù)與4月上、中、下旬20 cm平均地溫均呈現(xiàn)極顯著負相關關系，說明在一定溫度范圍內，4月份20 cm平均地溫升高會使蘋果梨始花日期提前。

以上分析表明，開花前3、4月份的光溫積累對蘋果樹開花早晚影響特別大，光溫積累充足，開花就早，光溫積累少，開花就晚。但從預報時效角度，每年的始花期平均在5月13日前后，業(yè)務上要求提前20 d左右做出當年的始花期預報，雖然4月下旬的因子與蘋果梨始花期相關性很好，但不能用于建模。為了減少建模時自變量的數(shù)目，將4月上、中旬均溫合并成4月上中旬均溫，將4月上、中旬40 cm平均地溫合并成4月上中旬40 cm平均地溫，4月上、中旬20 cm平均地溫合并成4月上中旬20 cm平均地溫。分析發(fā)現(xiàn)，蘋果梨始花期日序數(shù)與3月平均溫度、4月上中旬均溫、3月40 cm平均地溫、4月上中旬40 cm平均地溫、4月上中旬20 cm平均地溫均存在顯著的負相關關系。

2.3 蘋果梨始花期預報模型與驗證

通過以上分析，從諸多氣象因子中挑選出與始花期日序數(shù)顯著相關的因子，利用SPSS軟件對始花期日序數(shù)與氣象因子進行逐步回歸，得出蘋果梨始花期預報模型：

y=26.676+1.251x1-0.153x2-4.263x3-0.786x4-3.391x5 （1）

式（1）中，y表示開花期日序數(shù)，x1表示3月均溫，x2表示4月上中旬均溫，x3表示3月40 cm平均地溫，x4表示4月上中旬40 cm平均地溫，x5表示4月上中旬20 cm平均地溫。

利用始花期預報模型對1998—2011年始花期進行回測，結果表明，蘋果梨始花期年際變化較大，但模型的擬合效果較好（圖3）。將模型回代，蘋果梨始花期實際值與擬合值比較見表6，擬合值與實際值相關系數(shù)為0.850 1，平均絕對誤差為0，最大誤差為6 d，其中3年沒有誤差（2001、2003、2004年），前后誤差為1 d的有2年（2005、2008年），前后誤差為2 d的有4年（2000、2002、2009、2010年），前后誤差為3 d的有1年（2006年），可見預報模型對梨樹始花期有很好的擬合作用。

2.4 蘋果梨始花期預報模型檢驗

利用2012—2016年氣象資料以及蘋果梨始花期日序數(shù)，對模型進行逐年訂正，得到2012—2016年逐年蘋果梨始花期預報模型，并得出逐年始花期預測值。從表7可以看出，2012—2016年預測日期誤差在3 d之內的有3年，分別是2012、2013、2016年，其中2012年沒有誤差；2014年誤差為4 d，2015年效果較差，誤差在7 d。驗證結果進一步說明，模型可以很好地預測蘋果梨始花期。

3 結論與討論

該研究在分析國內外已有作物始花期預報模型建立方法的基礎上，結合該地區(qū)特點及研究資料，對龍井市蘋果梨始花期進行預測模擬。在分析影響始花期主要氣象因子的基礎上，利用逐步回歸法得到龍井市蘋果梨始花期預報模型，主要結論如下：

①近17年來，龍井市蘋果梨平均始花日期為5月13日，開花最早為4月25日（1998年），最晚為5月22日（2000、2001年），變幅長達27 d，蘋果梨始花期較不穩(wěn)定。

②影響龍井蘋果梨始花期的主要氣象因子為3月均溫、4月上中旬均溫、3月40 cm平均地溫、4月上中旬40 cm平均地溫、4月上中旬20 cm平均地溫。

③龍井市蘋果梨始花期預報模型為：y=26.676+1.251x1-0.153x2-4.263x3-0.786x4-3.391x5，式中，y表示開花期日序數(shù)，x1表示3月均溫，x2表示4月上中旬均溫，x3表示3月40 cm平均地溫，x4表示4月上中旬40 cm平均地溫，x5表示4月上中旬20 cm平均地溫。

該研究利用與始花期顯著相關的氣象因子，擬合出蘋果梨始花期預報方程。由于資料所限，缺少樣本，該預報模式有一定的局限性；隨著樣本的增多以及冬季氣溫變暖的趨勢，此預報模式的回歸系數(shù)需不斷地進行調整訂正以適應氣候的變化。在今后的研究中，最好補充利用最近一年的有關氣象資料以及始花期日序數(shù)對預報模型進行進一步訂正，以期提高方程準確率。

參考文獻

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