丰县梨树始花期预报研究

论文导读:：分析丰县梨树始花期与气象因子之间的关系，建立了梨树始花期预报模型，拟合效果较好，预报准确率满足业务要求，及时为政府和果农提供准确的始花期预报。
论文关键词：梨树,物候,预报,气象
 

梨树属蔷薇科(Rosaceae)多年生落叶果树，是我国原产的重要果树，栽培历史悠久，分布广，品种多，种植面积大。丰县属黄泛冲击平原，地势高亢、平坦，是江苏省最大果品生产基地，其黄河故道地区是我国梨树栽植老区。丰县地处暖温带半湿润季风气候区，四季分明，日照充足，年平均气温14.3℃，最冷月(一月)平均气温0.2℃，最热月(七月)平均气温27.0℃，年平均降水量约704.7毫米，无霜期200天左右，光、热资源丰富，土壤、生态和气候环境适宜梨树的生产。

一般在3月底到4月上旬梨花盛开时节，丰县政府都要举办梨花节会暨经贸洽谈会，至2010年已经连续举办了11届，会期通常提前20天左右定出，由于每年冬季和早春的天气不同，开花期也有早晚，曾出现过梨花节期间游客只能看花蕾或看叶子的情况，造成不良影响；目前人工辅助授粉已成为重要的保花保果、增加产量的措施之一，生产中果农也迫切需要提供准确的花期预报。梨树始花期序列存在明显的波动，梨树的开花期早迟与前期气候条件关系十分密切，可以根据前期的气象条件作出预报，目前常用的方法有气象因子预报方法及物候预报方法，前人^[1-7]在梨树、牡丹、桂花和丁香等木本植物的花期预报等方面做了一些尝试，本研究旨在探讨丰县梨树始花期与气象因子之间的关系，建立梨树始花期预报模型，为地方政府和果农提供精确的始花期预报。

1 材料与方法

1.1 资料来源 梨树始花期资料取自1984-2009年丰县林果站物候观测资料；气象资料采用丰县气象局1983-2010年地面观测资料，计算逐旬值，因子包括旬平均气温、旬平均最高气温、旬平均最低气温、旬降水量和旬日照时数，为保证预报时效，建模时段选择十二月上旬至次年三月上旬。

1.2 资料处理和分析方法气象资料用下式做标准化处理,以克服不同气象因子量纲之间的差异。

x_t=(X_t-X)/δ

式中，x_t(t=1…n，为年序)为标准化气象因子序列，X_t为原始气象因子序列值, X为原始气象因子序列平均值, δ为X_t的均方差。

始花期资料按下式做距平处理：

y_w= Y_t-Y

式中，y_w 为始花期距平序列，Y_t为梨树始花期序列，Y为多年平均始花期（4月3日），

用SPSS软件进行逐步回归，建立梨树始花期与气象因子预报模型，逐步方法标准使用F分布概率，满足α＝0.05因子引入，α=0.1因子剔除。

2 结果与分析

2.1 梨树始花期与气象条件关系 梨树多数品种先开花后展叶，梨树开花与前期气温、降水、光照等气象条件有关，早晚差异很大，其中与气温的关系最密切，气温稳定在10℃以上，梨花开放，14℃时开花增快，15℃以上连续3-5天即完成开花^[8]。据物候观测，丰县梨树的花期(始花~终花) 常年在3月25日至4月15日之间，历时10d左右，最长年份达12d。

落叶果树的芽在初秋就逐渐进入休眠状态，随气温降低逐步加深，当进入深度休眠状态后，很难解除芽的休眠，只有低温积累到一定量后才开始萌芽^[9]。梨树始花期早晚与越冬期积温（上年12月~3月）呈明显的负相关（图1），相关系数为-0.754（α=0.01），越冬期寒冷，春季梨树开花偏早，越冬期低温积累不足，春季开花偏晚，表1为梨树始花期与前期逐旬气象因子之间的单相关性分析，始花期与气温大部分呈负相关，其中1月上旬平均气温、3月上旬平均最高气温达到显著水平（α=0.05）；2月中旬~3月下旬的平均气温、平均最高气温和最低气温15个气温指标中除2月中旬平均最低气温和2月上旬平均最高气温外，均达到极显著水平（=0.01）；1月下旬、2月中旬、3月中旬和3月下旬的日照时数也达到极显著水平，但始花期早晚与降水相关性不敏感。

图1 梨树始花期与越冬期积温关系

Fig.1 Relationship of the beginning of flowering of pear tree and accumulatedtemperature in winter

注：*为通过0.05检验，**为通过0.01检验。

Note:*representpassed the test at 0.05 level, **represent passed the test at 0.01level.

2.2 预报模型

2.2.1预报模型的建立 利用SPSS软件对始花期距平与标准化气象因子做逐步回归，得如下梨树始花期距平预报方程：

y_w=0.454-3.246x₁+3.050x₂-1.791x₃-1.531x₄-1.009x₅

式中，y_w为始花期距平，x_i为标准化气象因子，其中x₁为2月下旬平均气温，x₂为1月中旬平均最高气温，x₃为1月上旬平均气温，x₄为3月上旬平均最低气温，x₅为1月下旬日照时数。

方程R²=0.911，F(5,20)=40.947?F_0.01=3.29，拟合方程回归平方差782.064，剩余平方差76.398，总平方差858.462，利用此模型在3月11日做出当年的梨树始花期预报。

2.2.2预报模型的检验 利用所建立的预报模型，拟合梨树始花期，结果（图2）表明梨树始花期年际变化较大，但模型的拟合率较好。

图2 1984-2009年梨树始花期与拟合值

Fig.2 Simulatedvalue and the beginning of flowering of pear tree during 1984-2009

将模型回代，拟合样本年梨树始花期（表2），拟合值与实际值相关系数为0.950，平均绝对误差1.4d，最大误差为5d（失败），其中4年没有误差，前后误差1d的有12年，前后误差2d的7年，前后误差3d的2年，误差5d的1年，预报模型对梨树始花期有很好的拟合作用。

2.2.3试报 将2010年气象因子代入梨树始花期预报模型，预报2010年丰县梨树始花期为3月29日，当年实际始花期为3月30日。

3 结论

(1)准确预报梨树始花期对成功举办观花旅游节非常重要, 此研究建立的梨树始花期预报模型对样本有较高的拟合和较好的预报效果，具有重要的应用价值。梨树花期一般为10d，政府举办的梨花节会一般也持续10d，因此建议将节会主要活动安排在梨花始花期预报日后2-3日举行。

(2)越冬期（上年12月~3月）温度水平越高，梨树始花期就偏晚, 温度低梨树的始花期就偏早, 这说明梨树开花需要在越冬期休眠期间有一定的低温刺激，关于低温对梨树开花影响的生理原因,可能是一定的低温有利于梨树的花芽的生长,特别是花器的分化发育，低温能够提高植株体内一些与成花有关的特殊物质的含量以及能够降低成花抑制因子等, 对于低温对梨树花期的具体影响还有待进一步研究。

(3)通过对梨树始花期与前期标准化气象因子之间的单相关分析，气温和日照时数因子与梨树始花期相关性较强，说明梨树始花期对这些气象因子的变化比较敏感，但并不意味着其他的气象因子对始花期的影响不重要。

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