揚(yáng)州地區(qū)瓊花花期預(yù)報方法研究

夏露 何琰 白楊

摘要 瓊花是我國特有植物，也是揚(yáng)州市的市花，深受廣大游客的喜愛，近年來揚(yáng)州園林綠地中，瓊花得到了大量的栽培。瓊花的花期為4月底到5月上旬，盛開期僅有半個月左右，并且由于天氣氣候背景的不同，每年瓊花花期時間差異性較大。瓊花花期的準(zhǔn)確預(yù)報對于旅游宣傳、市民賞花體驗(yàn)有著重要影響。利用花期與同時期的地面氣象觀測資料，對瓊花花期與氣象因子進(jìn)行相關(guān)分析，建立花期預(yù)報模型，有利于提高本地旅游服務(wù)水平，為游客提供更為優(yōu)質(zhì)的旅游體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞 瓊花；花期預(yù)報；揚(yáng)州地區(qū)；農(nóng)業(yè)氣象

中圖分類號：S685.99 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）12–0-03

Study on Forecasting Method of Viburnum macrocephalum Flower Season in Yangzhou Region

Xia Lu et al（Yangzhou Meteorological Bureau， Yangzhou， Jiangsu 225100）

Abstract Qionghua was a unique plant in China and a city flower in Yangzhou City， deeply loved by tourists. In recent years， Qionghua had been extensively cultivated in Yangzhous gardens and green spaces. The flowering period of Qionghua was from late April to early May， with a blooming period of only about half a month. Moreover， due to different weather and climate backgrounds， there were significant differences in the flowering time of Qionghua every year. The accurate prediction of the blooming season of Qionghua has an important impact on tourism promotion and citizens flower appreciation experience. However， there was a lack of research on the prediction of the blooming season of Qionghua in this region. Therefore， we plan to use surface meteorological observation data of the blooming season and the same period to analyze the correlation between the blooming season of Qionghua and meteorological factors， and establish a flowering season prediction model. This study was of great significance to improve the level of local tourism services， and can provide tourists with a better tourism experience.

Key words Qionghua; Flowering season forecast; Yangzhou region; Agricultural meteorology

0 引言

瓊花是一種優(yōu)美獨(dú)特的花卉，通常在4—5月間開放，花期持續(xù)到5月初。瓊花的花朵呈白色，由許多小花組成，形成一個非常美麗的球狀花簇，具有極高的觀賞價值。瓊花屬于忍冬科莢蒾屬半常綠灌木，因花型奇特，觀賞價值極高，也被稱為聚八仙、蝴蝶花等，是我國特有植物和揚(yáng)州市市花。歷史上關(guān)于瓊花的記載很多，加深了瓊花在揚(yáng)州地方文化的影響。韓琦作詩贊：“維揚(yáng)一株花，四海無同類”；劉敞詩云：“東風(fēng)萬木競紛華，天下無雙獨(dú)此花”；歐陽修也作詩贊曰：“瓊花芍藥世無倫，偶不題詩便怨人”“曾向無雙亭下醉，自知不負(fù)廣陵春”。因此，瓊花不但揚(yáng)名于世，并且與揚(yáng)州古城的盛衰緊緊連在一起。自1985年成為揚(yáng)州市花后，揚(yáng)州地區(qū)的種植瓊花的數(shù)量越來越多，尤其近20年來瓊花在揚(yáng)州園林綠地中得到大量栽培應(yīng)用[1-3]。

瓊花的開放時間較短，一般只有10～15 d。對于想要欣賞瓊花的人來說，預(yù)測瓊花花期尤為重要。氣象條件，如溫度、濕度、降雨量等都會影響瓊花的生長和開花時間。高溫和充足的雨水會促進(jìn)瓊花的生長和開花，而低溫或干旱會延遲瓊花的開花時間。由于揚(yáng)州旅游的游客數(shù)量較多，預(yù)測瓊花花期可以幫助游客更好地規(guī)劃行程，以便在最佳的時間段欣賞到瓊花[4-5]。

揚(yáng)州市位于北亞熱帶濕潤氣候區(qū)，其全市年雨量均值為1 027.8 mm，降水空間分布變化不顯著，但年際和年內(nèi)雨量并不均勻。年內(nèi)，汛期（6—9月）的降雨量較多并且集中，汛期降雨量占全年雨量的58.0%，達(dá)到589 mm，集中降雨的現(xiàn)象在6—7月份尤為明顯，這主要是因?yàn)?—7月為當(dāng)?shù)氐拿酚昙竟?jié)。此外，秋季的降雨與臺風(fēng)活動有關(guān)。在臺風(fēng)季節(jié)，揚(yáng)州市可能會遭受更強(qiáng)烈的降雨影響?？偟膩碚f，揚(yáng)州市的降雨具有明顯的季節(jié)性特征，并且受到多種因素的影響。其中，梅雨和臺風(fēng)是影響降雨分布和量的2個重要因素[6-7]。

采用靜態(tài)模型方法，對瓊花花期與氣溫、相對濕度、降水量、日照時數(shù)等氣象要素之間的關(guān)系進(jìn)行分析。使用2011—2021年每年12月1日—4月30日的氣候數(shù)據(jù)作為預(yù)報因子，通過計(jì)算相關(guān)系數(shù)、逐步回歸等方法，建立了針對瓊花的花期預(yù)報模型。該模型基于對歷史數(shù)據(jù)的分析和本地環(huán)境條件的考慮，預(yù)測了未來瓊花的開花時間。模型的預(yù)報結(jié)果可直接應(yīng)用于旅游活動中，為游客提供準(zhǔn)確的開花時間預(yù)報。

目前，植物的花期預(yù)報預(yù)測主要包括3個方面：一是依據(jù)物候事件的時序關(guān)系，對后續(xù)的物候（開花時間）進(jìn)行觀察和預(yù)報；二是連續(xù)測定并記錄植株的生長狀況，從而對花期進(jìn)行預(yù)測與預(yù)測；三是選擇有關(guān)的天氣要素，構(gòu)建相應(yīng)的模式，用于對開花時間的預(yù)報。選擇3種選擇天氣要素，通過構(gòu)建模式，對開花時間的預(yù)報。

首先考慮溫度、光照和濕度這3個因素：（1）溫度對植物的生長和開花有著顯著的影響。對于大多數(shù)植物而言，一定的溫度范圍是促進(jìn)開花的必要條件。例如，一些植物需要在一定的低溫期后才能開花，而有些則需要連續(xù)的溫暖天氣才能促使花朵開放。因此，通過監(jiān)測溫度，可以有效預(yù)測植物花期。

（2）光照是植物進(jìn)行光合作用和生長的必要條件。光照的時長和強(qiáng)度會影響植物的生長速度、開花時間。例如，長日照植物需要在冬季積累足夠的光照，才能在春季開花。因此，通過監(jiān)測光照的時長和強(qiáng)度，可以預(yù)測植物花期。

（3）濕度對植物的生長和開花也有影響。在某些情況下，濕度可以影響植物的生長速度和開花時間。例如，在干旱的環(huán)境下，一些植物可能會延遲開花以保存能量。因此，監(jiān)測濕度可以預(yù)測植物花期[8-9]。

采用物候期和氣象因子進(jìn)行回歸分析[10-11]，以當(dāng)?shù)丨偦檠芯繉ο?，對其開花時間進(jìn)行了預(yù)報，并進(jìn)行了初步探討。以海南瓊花為研究對象，通過對其進(jìn)行短期天氣預(yù)測，對其開花時間進(jìn)行校正，希望能達(dá)到較高的花期預(yù)報準(zhǔn)確度[12-13]。

1 資料來源和研究方法

1.1 資料來源

使用來自揚(yáng)州臺2011—2021年的氣溫、降水、日照、相對濕度和土壤溫度等氣象數(shù)據(jù)作為研究資料。物候資料是2011—2021年揚(yáng)州市市區(qū)瓊花始花期序列物候觀測資料，包含揚(yáng)州市西湖及市區(qū)其他瓊花觀測點(diǎn)。

依據(jù)《中國氣象監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)》的觀察規(guī)范，以觀察植物第一次開花時為始開花時間，以觀測值50%以上花朵開花的日期為盛花期[14-16]。根據(jù)實(shí)際物候期記載時間進(jìn)行物候期的天數(shù)轉(zhuǎn)換：將每年的起始花發(fā)生日轉(zhuǎn)換為離1月1日最近的1天，也就是每年的連續(xù)累計(jì)天數(shù)，從而獲得一個始開花的時間序列，以1月1日為始日計(jì)算為1 d，1月2日為2 d，依此方法計(jì)算到各物候期的天數(shù)[17-19]。

揚(yáng)州地區(qū)2011—2022年花期觀測資料如表1所示。

1.2 研究方法

主要運(yùn)用統(tǒng)計(jì)、相關(guān)分析、回歸分析等一般數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)手段，對揚(yáng)州市瓊花的開花時間進(jìn)行預(yù)測，并構(gòu)建相應(yīng)的預(yù)測模式。引進(jìn)影響因素為0.05，去除影響因素為α=0.1。預(yù)測模式的相關(guān)性測試。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣溫對花期的影響

結(jié)果表明，2011—2021年瓊花的開花始期平均為4月17日，最早出現(xiàn)在2016年4月11日，最晚出現(xiàn)在2015年4月25日。

利用2011—2021年每年12月1日—4月30日平均氣溫與花期距平做相關(guān)性分析得出，日平均氣溫與花期距平呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.42（表2）。其中，瓊花在冬天受溫度的制約，而在2月之后，若氣溫上升較快，則較高的氣溫更利于其開花。相反，若氣溫上升緩慢，則氣溫下降，則更易使開花推遲。

2.2 0 ℃積溫對花期的影響

通過對2011—2021年每年12月1日—4月30日＞0 ℃的積溫資料進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，結(jié)果表明，0 ℃積溫與花期之間存在著顯著的相關(guān)性，其相關(guān)性達(dá)0.45（表2）。由此可見，0 ℃是決定開花時間的關(guān)鍵因素。

2.3 相對濕度與降水對花期的影響

通過對2011—2021年每年12月1日—4月30日降水量與開花始期進(jìn)行相關(guān)性分析，降水量與開花期成線性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.32。從濕度和開花期的相關(guān)性來看，濕度與花期之間的關(guān)系不明顯（表2）。

2.4 日照對花期的影響

瓊花生長過程中，對溫度的需求較大，對其生長有較高的要求。對2011—2021年每年12月1日—4月30日的光照資料進(jìn)行了多元線性回歸，結(jié)果表明，光照時間與花期呈顯著的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.57（表2）。

3 瓊花預(yù)報模型

3.1 預(yù)報因子的選取

通過對瓊花始花期氣溫、0 ℃積溫、相對濕度、日照時間、降雨量、地溫等氣象因素的相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)0 ℃積溫、氣溫與瓊花始花期之間存在著明顯的相關(guān)關(guān)系，但氣溫與0℃積溫所反映的是相同的元素，因此，選擇具有較高相關(guān)性的0 ℃積溫作為預(yù)測模式的因素。

3.2 預(yù)報模型的建立

回歸分析方程：y=77.1161+0.0257x1+0.0165x2-0.0245x3（1）

式（1）中，y為瓊花始花期日序，x1表示0 ℃積溫，x2用表示日照，x3表示降水，R2=0.850 332，F(xiàn)表示檢驗(yàn)系數(shù)，為6.76×10-10。

3.3 預(yù)報模型的檢驗(yàn)

利用建立的預(yù)測模型，對2011—2021年的開花時間進(jìn)行了驗(yàn)證，并與真實(shí)開花時間進(jìn)行了比較。從表3可以看出，預(yù)測模式的開花時間和真實(shí)的開花時間之間的均值為0.4 d，在這期間，有7年的時間間隔與真實(shí)的時間間隔不超過3 d，最大誤差為2012年，模型花期與實(shí)際花期相差6 d。

4 結(jié)束語

以揚(yáng)州瓊花為研究對象，通過對氣溫、0 ℃積溫、相對濕度、日照時間、降雨和地溫等氣象要素進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)瓊花始花期0 ℃積溫、氣溫和日照與瓊花始花期的相關(guān)系數(shù)均達(dá)極高水平。本研究所構(gòu)建的地方瓊花預(yù)測模式與實(shí)際情況吻合良好，是一種實(shí)用的方法。創(chuàng)新之處在于：（1）填補(bǔ)了本地瓊花花期預(yù)報的空白。（2）以往花期預(yù)報僅討論春季氣象要素對于始花期的影響，本課題根據(jù)瓊花生長特點(diǎn)，引入冬季12月氣象要素進(jìn)行研究。

目前，受以往觀測資料限制，局部模式預(yù)測的精度仍然較低，需要進(jìn)一步擴(kuò)展觀測時間，并持續(xù)修正[20-21]。有研究指出，降溫可能對春季植物物候?qū)W有復(fù)雜影響，這對改善模型有重要意義，因此，還需深入分析花期前期降溫的影響[22-24]。另外，有研究指出土壤溫度、需冷量、樹齡和施肥與灌水等管理措施也與植物花期有關(guān)[25]。

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