麗水市桂花盛花期與氣候條件的關(guān)系研究

白云霞，姜燕敏，強(qiáng)玉華，何檸杉，李亞敏

(麗水市氣象局，麗水 323000)

0 引言

桂花是常綠喬木，適應(yīng)于亞熱帶氣候地區(qū)，喜溫暖，濕潤。對桂花開花與花前氣象條件的關(guān)系、桂花花期氣象預(yù)報(bào)的研究已引起很多學(xué)者重視。姜紀(jì)紅[1]等通過對杭州4個桂花品種進(jìn)行物候觀測和氣象分析，得出桂花開花前的氣象條件；王存真[2]等針對桂花始花期開展了預(yù)報(bào)模型分析；吳炫柯[3]等研究了9月份氣象因子與盛花期的關(guān)系及其預(yù)報(bào)模式；郝日明[4]等研究了影響南京地區(qū)秋季桂花開花期的主要?dú)庀笠?；這些研究表明：日照時數(shù)、雨日和溫度對植物的花期影響較大，始花期前需要低溫支持。這些研究成果對桂花的盛花期預(yù)報(bào)研究有較高的參考價(jià)值。國內(nèi)學(xué)者對植物盛花期的研究方法大多為有效積溫法、相關(guān)性分析法。植物盛花期的相關(guān)性分析方法主要統(tǒng)計(jì)花期前各氣象要素、篩選關(guān)鍵氣象因子建立預(yù)報(bào)模型[5-11]。鮮見有針對植物盛花期且氣象因子選取全年時段經(jīng)過月、旬、候的關(guān)鍵因子篩選進(jìn)行預(yù)報(bào)研究。

麗水市在氣候區(qū)劃中隸屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候帶，較適宜桂花生長。桂花盛花期與開花前期的氣象條件密切相關(guān)，為此文章利用2000—2019年麗水市桂花物候觀測資料和同期氣象資料，通過逐步回歸法建立預(yù)測模型，可用于指導(dǎo)麗水市桂花盛花期的短期預(yù)報(bào)和長期預(yù)報(bào)，具有明顯的生態(tài)意義和社會經(jīng)濟(jì)意義。

1 資料與方法

1.1 資料來源

選取2000—2019年的桂花盛花期資料，以麗水市氣候觀測場西南方向600 m的桂花園區(qū)為觀測對象，記錄園區(qū)內(nèi)桂花花期，包括始花期、盛花期和末期(開花花量占比分別為10%、50%、80%)，取其最早開花花量接近50%日期為麗水市桂花的盛花期。分析花期資料發(fā)現(xiàn)，麗水市桂花盛花期最早在8月中旬，最晚在10月下旬，將物候期觀測型資料同步為數(shù)據(jù)型資料，9月1日記為數(shù)值1，依次增加(桂花盛花期最早日期記為數(shù)值-13)。

1.2 研究方法

對近20 a(2000—2019年)麗水市桂花開花前期的逐月、逐旬、逐侯的氣象要素進(jìn)行全面普查，對同年度麗水桂花物候觀測資料和氣象資料進(jìn)行單因子相關(guān)性分析，選擇中高度相關(guān)性氣象因子進(jìn)行逐步回歸分析，建立桂花盛花期長期預(yù)報(bào)回歸方程。8個氣象要素(包括降水量、降水日數(shù)、高低溫、平均氣溫、光照、相對濕度、活動積溫)，選取1—12月逐月、逐旬、逐侯，共需要普查分析960個因子。并對2000—2019年桂花盛花期出現(xiàn)的日期進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明預(yù)測模型取得了較好的預(yù)測效果，同時對2018年、2019年、2020年進(jìn)行試報(bào)。

2 結(jié)果與分析

2.1 桂花盛花期的年際變化分析

2000年以來，2002年桂花盛花期出現(xiàn)最早，2002-08-18就進(jìn)入了盛花期；2017年盛花期出現(xiàn)最晚，于10月22日進(jìn)入盛花期，最早與最遲相距65 d。平均盛花期為9月24日。盛花期到末期為桂花盛開和觀賞最佳時期，考慮到歷年盛花期離散程度較高，以盛花期前后7 d內(nèi)為桂花盛花期正常日序時間段。偏早年份有：2000、2001、2002、2004、2007、2012、2018；偏遲年份有：2005、2008、2009、2010、2013、2017；其余均為正常進(jìn)入盛花期年份。

2.2 桂花花期長短特征分析

桂花始花期到末期時間周期為4～15 d，正常開花年份為4～10 d，偏早年份為6～13 d，偏晚年份為5～15 d。偏早、偏晚年份相對于正常年份更易出現(xiàn)較長桂花花期。盛花期與始花期間隔時間平均為2.85 d，盛花期與末期間隔時間平均為5.4 d。同時近10 a出現(xiàn)較高頻次二次開花現(xiàn)象，這與夏季高溫、日照總時數(shù)以及秋季冷空氣勢力息息相關(guān)。

2.3 氣象因素對桂花盛花期的影響分析

桂花的花期與氣象條件息息相關(guān)。開花前期的低溫支持是桂花萌動和發(fā)芽的關(guān)鍵條件，再經(jīng)過氣溫回升、充足光照的階段桂花就會開放。根據(jù)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，麗水的桂花盛花期與降水、溫度、日照時數(shù)、雨日、相對濕度、活動積溫密切相關(guān)，單氣象因子在0.01的顯著性水平上顯著。

2.3.1 氣象因子相關(guān)情況分析

分析單氣象因子在0.01和0.05水平上的顯著性結(jié)果，1—4月相對濕度、氣溫、降水量、雨日條件均與桂花盛花期呈負(fù)相關(guān)，雨日多、氣溫高、光照足，盛花期出現(xiàn)較早；5月和6月無中高度相關(guān)性因子；7—8月光照、氣溫條件與桂花盛花期呈正相關(guān)，氣溫高、雨日少(7月第四候相對濕度不宜太低，8月雨日不宜太少)，當(dāng)年盛花期偏遲；9月、10月溫度因子與桂花盛花期呈正相關(guān)，9月平均氣溫越高，10月第二候平均氣溫和平均最低氣溫越高，有利于盛花期偏遲；11—12月日照因子與桂花盛花期呈正相關(guān)，在桂花開花之前，如果當(dāng)年11月第二候平均最低氣溫偏高、12月下旬高溫平均和12月第六候高溫平均偏高，則當(dāng)年桂花盛花期可以預(yù)報(bào)為偏遲；11月和12月氣溫偏低，有利于盛花期較早出現(xiàn)。

2.3.2 桂花盛花期異常偏早年份(2002年)的氣候分析

2.政策建議。①進(jìn)一步改善信貸結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)抵御外界風(fēng)險(xiǎn)的能力。在保持合理流動性的同時，進(jìn)一步加大力度調(diào)整信貸結(jié)構(gòu)，加大對“三農(nóng)”、小微企業(yè)的信貸資金投入，如成立風(fēng)險(xiǎn)補(bǔ)償基金并予以財(cái)政補(bǔ)貼，以知識產(chǎn)權(quán)質(zhì)押貸款為例，政府和銀行等金融機(jī)構(gòu)可一同搭建平臺，完善評估體系，創(chuàng)新?lián)７绞?，進(jìn)一步拓寬中小企業(yè)的融資渠道。金融機(jī)構(gòu)要優(yōu)化信貸結(jié)構(gòu)和信貸投向，保證信貸資金的收益，加強(qiáng)抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力。同時，政府要注重發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，搭建平臺，構(gòu)建機(jī)制，積極向金融機(jī)構(gòu)輸送低投入高產(chǎn)出的優(yōu)質(zhì)項(xiàng)目。

通過對桂花盛花期異常偏早年份(2002年)的氣候條件分析得出：春季(3月)平均氣溫較高，7—8月平均最低氣溫明顯偏低；6月已出現(xiàn)39 ℃以上高溫天氣，9月平均最低氣溫明顯低于其余年份；春季平均最低氣溫高，夏季秋季平均最高氣溫低，有利于桂花盛花期偏早；春季雨日多，7—8月日照時數(shù)少；8月中旬已出現(xiàn)23 ℃以下氣溫，出現(xiàn)冷空氣過程的時間較早，同時段內(nèi)強(qiáng)度偏強(qiáng)，冷空氣過后伴隨回暖期，1周內(nèi)出現(xiàn)始花期，因而當(dāng)年桂花盛花期異常偏早。

2.3.3 桂花盛花期異常偏遲年份(2017年)的氣候分析

通過對桂花盛花期偏遲年份(2017年)的異常氣候分析發(fā)現(xiàn)：2017年氣溫持續(xù)偏高，為麗水自1953年以來次暖年，年平均氣溫為18.8 ℃(常年平均為17.9 ℃)。6月低溫多雨寡照，出現(xiàn)典型降水集中期。夏季結(jié)束時間遲，盛夏高溫日數(shù)多、強(qiáng)度強(qiáng)。2017年夏季一直延續(xù)到10月11日或12日，結(jié)束時間較常年明顯偏遲。其中7月平均高溫日數(shù)較常年偏多6.3 d；8月全市平均高溫日數(shù)較常年偏多10.2 d；7月18—29日麗水市區(qū)連續(xù)12 d的最高氣溫均超過38 ℃，連續(xù)6 d的最高氣溫均超過40 ℃。秋旱綿延，9月中旬至11月上旬持續(xù)少雨天氣，降水明顯偏少，同時9月中旬至10月上旬、10月中旬后期至11月上旬均出現(xiàn)較長時間的連晴天氣。夏季極端最高溫度偏高，日照偏多，雨日偏少，導(dǎo)致當(dāng)年桂花盛花期異常偏遲。

2.4 桂花盛花期前1周的氣象條件變化

通過對麗水桂花盛花期前1周的氣象條件變化情況進(jìn)行分析：盛花期前1周為桂花始花期。出現(xiàn)開花量明顯增多且開花量達(dá)50%即為盛花期。盛花期前一定有冷空氣影響，氣溫有所下降，一般最低氣溫降至22 ℃附近甚至更低，冷空氣過后氣溫緩慢或快速回升，除特早和特遲年份外，9月出現(xiàn)平均氣溫低于22 ℃時，且之后5～10 d內(nèi)平均最低氣溫均不超過22 ℃，花期臨近。

2.5 建立桂花盛花期的預(yù)測模式

2.5.1 桂花盛花期長期預(yù)測模式

利用2000—2019年的物候觀測資料和同期氣象要素資料，通過逐步回歸方法建立預(yù)測方程：

Y=80.754-1.3X1-0.747X2+4.124X3

(1)

式中，X1是1月第三候高溫平均；X2是4月第六候平均相對濕度；X3是7月第三候雨日。

Y=-70.765+5.366X1-2.004X2-1.256X3

(2)

回代和試報(bào)結(jié)果，見表1。

表1 麗水桂花盛花期回歸方程回代和預(yù)報(bào)結(jié)果

表1結(jié)果顯示，考慮盛花期前各氣象因子對當(dāng)年花期偏遲或偏早的影響，偏早年份適用方程(2)，偏遲年份適用方程(1)。

2.5.2 桂花盛花期短期預(yù)測模式

桂花盛花期短期預(yù)測重點(diǎn)為秋季的冷空氣過程，先冷后暖的溫度變化有利于促進(jìn)桂花的盛放。關(guān)鍵在于9月出現(xiàn)的冷空氣過程的強(qiáng)度和時間，冷空氣過后的溫度回彈，是桂花盛花期集中出現(xiàn)的時間段。從近20 a氣象資料分析來看(除特遲和特早年份外)，9月出現(xiàn)平均氣溫低于22 ℃時，且之后5～10 d內(nèi)平均最低氣溫均不超過22 ℃，即臨近桂花花期。

2.5.3 桂花2次開花情況分析

近10 a，麗水的桂花常出現(xiàn)2次開花現(xiàn)象，統(tǒng)計(jì)近20 a桂花花期資料發(fā)現(xiàn)，除2017年外，2010—2019年各年份均出現(xiàn)花開二度現(xiàn)象。造成桂花2次開花的現(xiàn)象未有文獻(xiàn)分析，對2000—2009年和2010—2019年兩個10 a段桂花盛花期的氣象條件分析發(fā)現(xiàn)：2次開花時間大部分出現(xiàn)在10月上旬和中旬，盛花期與夏季溫度氣象因子高度相關(guān)，而近10 a的8月份高溫平均明顯高于前10 a，且8—9月日照總時數(shù)相對較高；近10 a秋季(10月)平均氣溫和平均最低氣溫也有上升趨勢。同時近年來秋季較易出現(xiàn)多次弱冷空氣補(bǔ)充影響，秋季氣溫的起伏是影響桂花二次開花的重要因素之一。

2.5.4 2018年、2019年、2020年試報(bào)

1)2018年麗水入春時間較常年普遍提早10～23 d，春季氣溫偏高，五月高溫歷史罕見，氣候持續(xù)偏暖，年平均氣溫位居歷年第2高，年高溫日數(shù)偏多較明顯，主汛期降水明顯偏少。從氣象因子相關(guān)情況分析來看整體較適宜出現(xiàn)偏早盛花期。選擇預(yù)測方程(2)：具體要素值為X1=26.67，X2=12.2，X3=22，Y=20.3。

2)2019年4月下旬降水異常偏多，梅汛期降水集中期持續(xù)時間長、暴雨過程多、累計(jì)雨量大，7月上中旬雨日多光照少，秋季降水異常偏少，氣象干旱范圍大。從氣象因子相關(guān)情況分析來看整體較適宜出現(xiàn)偏遲盛花期。選擇預(yù)測方程(1)：具體要素值為X1=11.02，X2=82.4，X3=5，Y=25.5。

3)2020年麗水市平均氣溫為19.1 ℃，為歷年最高；日照顯著偏少，暖冬明顯(2019年12月—2020年2月)，為有氣象記錄以來最暖；3月局地暴雨過程多；5-7月降水集中期持續(xù)時間長、暴雨強(qiáng)度強(qiáng)；梅中有伏，6月平均氣溫為歷年最高；入秋時間明顯偏早，且雨日和降水量明顯增加。從氣象因子相關(guān)情況分析來看整體較適宜出現(xiàn)偏早盛花期。選擇預(yù)測方程(2)：具體要素值為X1=24.13，X2=11.89，X3=12，Y=19.8。

3 結(jié)束語

文章利用2000-2019年麗水市桂花物候觀測資料和同期氣象資料，對麗水桂花盛花期進(jìn)行了詳細(xì)分析，并得出以下結(jié)論：

1)盛花期到末期為桂花盛開和觀賞的最佳時期。桂花盛花期物候觀測資料存在一定的人工誤差，同時考慮到歷年盛花期離散程度較高，以盛花期前后7 d內(nèi)為桂花盛花期正常日序時間段。

2)普查近20 a氣象因子：花前的溫度、雨日直接影響盛花期，尤其7-9月的高溫對盛花期的偏早或偏遲有明顯影響；9月冷空氣影響過后，氣溫回升，日照充足，桂花盛花期臨近；9月受冷空氣影響越早，越有利于盛花期提前。

3)桂花盛花期長期預(yù)報(bào)：需要對前期特別是7-8月的氣候資料進(jìn)行認(rèn)真分析，綜合考慮各氣象因子及環(huán)境的變化因素，對當(dāng)年年份盛花期的偏早和偏遲作出正確判斷，會更有利于在選擇預(yù)報(bào)模式時減少誤差。

4)桂花盛花期短期預(yù)報(bào)的重點(diǎn)是分析9-10月的冷空氣過程。對比杭州桂花開花與花前氣象條件的關(guān)系，桂花開花前的主導(dǎo)氣象影響因子皆為開花前的平均氣溫和最低氣溫。杭州早桂開花：首次10 d滑動平均氣溫小于26 ℃，最低氣溫<24 ℃；杭州晚桂開花：首次10 d滑動平均氣溫小于23 ℃，最低氣溫<20 ℃；則2～3 d內(nèi)開花。而從近20 a麗水市氣象資料分析來看(除特遲和特早年份外)，9月出現(xiàn)平均氣溫低于22 ℃時，且之后5～10 d內(nèi)平均最低氣溫均不超過22 ℃，即臨近桂花花期。