刺槐始花期預(yù)報(bào)方法探究

王華清

摘要 隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)于不同種類花期的研究逐漸深入，如何利用花期服務(wù)社會(huì)值得思考。分析了德州市氣象局1981—1988年、1992—2018年共35年的氣象觀測(cè)資料與刺槐的物候期觀測(cè)資料，利用SPSS軟件挑選與刺槐始花期相關(guān)性強(qiáng)的氣象因子，并進(jìn)行逐步回歸分析，得到預(yù)報(bào)方程，對(duì)預(yù)報(bào)方程進(jìn)行擬合性檢驗(yàn)，采用擬合性較好的預(yù)報(bào)方程，結(jié)合未來(lái)天氣預(yù)報(bào)，試報(bào)臨邑縣紅壇寺森林公園刺槐始花期，希望可以有效輔助刺槐始花期的預(yù)報(bào)方法進(jìn)行改進(jìn)。

關(guān)鍵詞 刺槐;始花期;預(yù)報(bào)方程

中圖分類號(hào)：S897.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）06–0011–02

植物物候?qū)W的目的是認(rèn)識(shí)自然季節(jié)現(xiàn)象變化的規(guī)律，以服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究[1-2]。刺槐屬豆科，屬植物，落葉喬木，在我國(guó)暖溫帶地區(qū)，刺槐是初夏的主要蜜源植物之一，栽種面積大，分布區(qū)域廣，泌蜜豐富，蜜質(zhì)優(yōu)良，花豐味香，又為上等香料。始花期是刺槐重要的物候期，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)始花期，對(duì)組織放蜂采蜜、提高蜂蜜產(chǎn)量、預(yù)防霜凍和病蟲(chóng)害十分重要[3]。臨邑縣紅壇寺森林公園位于魯北平原，德州地區(qū)中部，臨邑縣林子鎮(zhèn)境內(nèi)，林區(qū)內(nèi)有70余種植物，其中多年生刺槐占80%，一年一度的槐花節(jié)已成為臨邑提升形象的重要載體和對(duì)外宣傳的亮麗名片，刺槐花期預(yù)報(bào)對(duì)引導(dǎo)觀光旅游，促進(jìn)當(dāng)?shù)靥厣糜萎a(chǎn)業(yè)具有重要意義。

1990年楊國(guó)棟等[4]利用物候因子對(duì)華北地區(qū)刺槐花期進(jìn)行物候測(cè)報(bào)，利用榆樹(shù)、杏樹(shù)和紫丁香的始花期推算刺槐的始花期，并取得了不錯(cuò)的預(yù)報(bào)效果。植物的生理活動(dòng)是一系列的生化反應(yīng)，溫度升高，可促進(jìn)酶的活性，加快植物發(fā)育進(jìn)程，反之亦然。因此，植物物候與溫度息息相關(guān)，氣象因子尤其是溫度是影響刺槐始花期的重要因子[5]。徐琳等[6]指出中國(guó)東部暖溫帶多年平均刺槐開(kāi)花日期的空間序列與最佳期間日均溫的空間序列呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。利用顯著相關(guān)的氣象因子建立回歸方程是經(jīng)常使用的研究方法，張倩[7]利用影響香梨盛花期的關(guān)鍵氣象指標(biāo)，采用多元線性逐步回歸法，建立庫(kù)爾勒香梨盛花期預(yù)報(bào)模型。利用積溫制作花期預(yù)報(bào)的理論也有很多學(xué)者研究，趙洪杰等[8]篩選出鴨梨花芽萌發(fā)到始花、開(kāi)綻到始花、露蕾到始花3個(gè)時(shí)段的日平均氣溫≥0℃活動(dòng)積溫和≥3℃有效積溫，作為制作鴨梨始花期預(yù)報(bào)的積溫指標(biāo)，計(jì)算鴨梨開(kāi)花日期，得到積溫對(duì)比預(yù)報(bào)法。

創(chuàng)新花期預(yù)報(bào)方法、利用花期預(yù)報(bào)方程并結(jié)合未來(lái)天氣預(yù)報(bào)和EC溫度預(yù)報(bào)，動(dòng)態(tài)調(diào)整預(yù)報(bào)方程的結(jié)果，在生物學(xué)意義上參考積溫方法，保證了預(yù)報(bào)的時(shí)效性與準(zhǔn)確性。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

選取德州市氣象局1981—1988年、1992—2018年共35年的氣象觀測(cè)資料與刺槐的物候期觀測(cè)資料，通過(guò)CIMSS平臺(tái)選取氣象資料，物候資料由德州市氣象局氣象臺(tái)提供。

1.2 研究方法

利用SPSS軟件挑選與刺槐始花期相關(guān)性強(qiáng)的氣象因子，采用降水因子（1月降水、2月降水、3月降水、4月上旬降水、1—2月降水、1月下旬降水、3月下旬降水、3月下旬至4月上旬降水），溫度因子（1月平均氣溫、2月平均氣溫、3月平均氣溫、3月下旬至4月上旬平均氣溫、3月最低氣溫、4月上旬最低氣溫）、日照因子（3月平均日照）、物候因子（展葉始期、展葉盛期），共17個(gè)氣象因子，利用SPSS進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)，選擇相關(guān)性較強(qiáng)的因子。

根據(jù)相關(guān)性強(qiáng)的氣象因子，利用SPSS軟件進(jìn)行逐步回歸分析，得到預(yù)報(bào)方程模型，對(duì)預(yù)報(bào)方程進(jìn)行擬合性檢驗(yàn)，采用擬合性較好的預(yù)報(bào)方程，結(jié)合未來(lái)天氣預(yù)報(bào)，預(yù)報(bào)始花期。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 預(yù)報(bào)因子的顯著性檢驗(yàn)

使用SPSS軟件挑選與始花期顯著相關(guān)的氣象因子，通過(guò)顯著性檢驗(yàn)的氣象因子如表1所示：

2.2 預(yù)報(bào)方程的建立與檢驗(yàn)

利用表1中相關(guān)性強(qiáng)的氣象因子，利用SPSS軟件進(jìn)行逐步回歸分析，得到預(yù)報(bào)方程模型，對(duì)預(yù)報(bào)方程進(jìn)行擬合性檢驗(yàn)（表2）。

由此可見(jiàn)，方程3：Y=86.571-2.222 X2+0.478X3（X3為展葉盛期時(shí)序，X2為3月至4月上旬平均溫度）擬合性較好。

2.3 有效積溫與生物學(xué)下限溫度

設(shè)生長(zhǎng)速率為y，從某一物候期或某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)到始花期的天數(shù)為N，則y=1/N，此期間的平均溫度為x，利用回歸分析求得y=ax+b中系數(shù)值，令y=0，求出x為生物學(xué)下限溫度，利用生物學(xué)下限溫度求出此期間的活動(dòng)積溫。

通過(guò)回歸分析，得出3月1日至始花期之間的平均溫度與生長(zhǎng)速率顯著相關(guān)，回歸方程在0.01水平上顯著。

y=0.06x-0.057，y=0時(shí)，x=9.5，生物學(xué)下限溫度為9.5℃，取有效積溫的平均值為157.14℃·d。

截止4月12日，高于9.5℃的利用生物學(xué)下限溫度求得此期間的有效積溫為80.6℃·d，結(jié)合EC溫度預(yù)報(bào)，截止4月22日，有效積溫預(yù)計(jì)達(dá)到131.5℃·d，與始花期需要的活動(dòng)積溫相差25.64℃·d。

實(shí)際有效積溫在4月26日達(dá)到155.1℃·d，接近始花期所需的效積溫157.14℃·d，4月26日也接近實(shí)際觀測(cè)到的始花期4月24日，積溫方法可以作為花期預(yù)報(bào)的重要參考。

2.4 刺槐始花期預(yù)報(bào)試報(bào)

將預(yù)報(bào)方程1、方程2作為參考，取方程3的預(yù)報(bào)結(jié)論，配合天氣旬報(bào)和EC中的溫度預(yù)報(bào)，將距離預(yù)報(bào)花期最近、對(duì)花期影響最大的4月中旬氣溫作為預(yù)報(bào)因子，構(gòu)建始花期與3月至4月中旬平均氣溫及展葉盛期預(yù)報(bào)方程Y=102.856-2.834X5-0.411X3（X5為3月至4月中旬平均氣溫，X3為展葉盛期時(shí)序），結(jié)合EC預(yù)報(bào)溫度數(shù)值，選取4月24日作為刺槐始花期的預(yù)報(bào)時(shí)間。

在臨近預(yù)報(bào)花期，及時(shí)用新的觀測(cè)資料代替EC預(yù)報(bào)數(shù)值，結(jié)合未來(lái)天氣情況，進(jìn)行花期預(yù)報(bào)，適時(shí)調(diào)整預(yù)報(bào)結(jié)論，這樣得到的預(yù)報(bào)結(jié)果較為準(zhǔn)確。如本次始花期預(yù)報(bào)在4月21日，根據(jù)3月至4月中旬的平均氣溫和展葉盛期構(gòu)建的預(yù)報(bào)方程調(diào)整預(yù)報(bào)結(jié)論，調(diào)整后，刺槐的始花期預(yù)計(jì)為4月25日，與4月13日的預(yù)報(bào)結(jié)論相差不大。

3 效果分析與討論

刺槐始花期的預(yù)報(bào)時(shí)間與實(shí)際觀測(cè)時(shí)間基本一致，預(yù)報(bào)效果較好，時(shí)效性強(qiáng)。4月13日制作的始花期預(yù)報(bào)比實(shí)際始花期4月24日提前了11 d。

由物候因子（展葉盛期）和氣象因子（3月至4月中旬平均氣溫）構(gòu)建的花期預(yù)報(bào)方程3，擬合性較好。

利用預(yù)報(bào)方程1～方程3預(yù)報(bào)刺槐花期，將預(yù)報(bào)方程1～方程2及積溫法作為參考，取方程3的預(yù)報(bào)結(jié)論，配合天氣旬報(bào)及EC中的溫度預(yù)報(bào)，將距離預(yù)報(bào)花期最近、對(duì)花期影響最大的4月中旬氣溫作為預(yù)報(bào)因子，構(gòu)建預(yù)報(bào)方程4（將方程3中3月至4月上旬平均氣溫更換為3月至4月中旬平均氣溫），得出的預(yù)報(bào)結(jié)論與實(shí)際花期一致，較為準(zhǔn)確。

在臨近預(yù)報(bào)花期，及時(shí)用新的觀測(cè)資料代替EC預(yù)報(bào)數(shù)值，結(jié)合未來(lái)天氣情況，進(jìn)行花期預(yù)報(bào)，適時(shí)調(diào)整預(yù)報(bào)結(jié)論，可以得到較為準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)結(jié)果。

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Abstract With the development of the times， people have gradually deepened the research on different types of flowering. It is worth thinking about how to use flow-ering to serve the society. In this paper， the meteorological observation data and the phenological period observation data of Robinia pseudoacacia of Dezhou Meteoro-logical Bureau from 1981 to 1988 and 1992 to 2018 are analyzed. The meteorological factors with strong correlation with the initial flowering period of Robinia pseudoacacia are selected by SPSS software， and the stepwise regression analysis is carried out to obtain the prediction equation， the goodness of fit of the prediction equation is tested， and the prediction equation with good goodness of fit is used in combination with the future weather forecast. This paper reports the initial flowering period of Robinia pseudoacacia in hongtansi Forest Park of Linyi County， hoping to effectively assist in the improvement of the prediction method of the initial flowering period of Robinia pseudoacacia.

Key words Robinia pseudoacacia; Initial flowering stage; Prediction equation