荔波县油菜开花盛期预报研究

苟杨+唐红忠+孟添航

摘 要：利用荔波县气象站1981-2010年的油菜花期数据和逐日气温资料，分析气温对油菜花期的影响。结果表明：油菜盛花期与上年12月1日到平均盛花期活动积温成明显的负相关关系，活动积温越大，温度积累越足，油菜花盛花期越早；反之盛花期越晚；盛花期与上年12月至当年2月逐旬平均、逐旬最高、逐旬最低气温因子呈负相关关系。利用SPSS统计软件，将上年12月至当年2月上旬逐旬平均、逐旬最高、逐旬最低气温因子及上年12月1日到平均盛花期的活动积温作为备选因子进行逐步回归，建立油菜盛花期预报模型，再利用建立的预报模型进行拟合，发现拟合效果较好。

关键词：油菜；盛花期；预报模型；荔波县

中图分类号S565.4 文献标识码A 文章编号1007-7731（2014）14-43-03

1 引言

油菜作为荔波县主要的油料作物之一，种植历史悠久。近年来，随着人们生活水平的提高，户外赏花逐渐成为一种时髦的休闲娱乐方式，各地纷纷举办各种花卉观赏节，荔波县依托其油菜花资源也开展了丰富多彩的文娱活动。而对于油菜花期的预报则成为赏花的重要基础工作，是荔波县气象部门新开展的一项专业气象服务。花期预报的方法多种多样，前人已经做过很多尝试，如花芽形态测量法[1]、周期分析方法[2]、数学公式法和物候法[3]等，采用最多的是回归分析方法[4-9]。笔者利用荔波县油菜观测资料与同期气象资料进行分析，找出油菜开花盛期预报方法，旨在为公众提供精确的油菜盛花期预报。

2 资料与方法

本文资料采用荔波县农业气象站1981-2010年共30a的油菜观测资料，根据油菜花生育期时间及多年平均盛花期日期，选取12月到次年2月的气象资料。研究方法：首先将油菜盛花期资料做距平处理：[yt=Yt-Y]，式中，yt为盛花期的距平序列（yt＞0表示盛花期晚于常年，yt＜0表示盛花期早于常年），Yt为油菜盛花期序列，Y为1981-2010年平均盛花期（2月26日）。然后运用SPSS统计软件进行相关分析和逐步回归分析，建立油菜花盛花期与气温的预报模型，最后进行预报检验。

3 结果与分析

3.1 油菜盛花期与气温的关系

3.1.1 下限温度的确定 作物生长发育都有最低气温，若低于最低气温，则作物停止生长，为此需计算油菜生长发育的最低气温。利用油菜从抽薹普遍期到开花普遍期的天数（N）与这一时段的平均气温（T），以1/N作为发育速率，与N天内的平均气温T求得如下的回归方程y=0.0049x-0.0154；温度低于下限温度时，即y=1/N<0时，油菜生长发育停止，代入上式可得T=3.2℃，即为荔波县油菜生长发育的下限温度。

表1 荔波油菜从抽薹普遍期到开花普遍期的天数与平均气温

[年份&均温（℃）&天数（d）&1981&10.5&35&1982&10.4&13&1983&8.5&41&1984&9.8&46&1985&10.6&23&1986&9.4&68&1987&11.6&43&1988&9.5&53&1989&9.9&52&1990&9.2&43&1991&9.8&41&1992&8.0&61&1993&8.2&39&1994&8.4&33&1995&9.1&42&1996&9.7&28&1997&8.2&34&1998&6.2&35&1999&12.6&20&2000&9.0&23&2001&9.4&21&2002&10.2&27&2003&9.3&38&2004&10.5&30&2005&9.8&34&2006&9.9&31&2007&14.6&16&2008&9.7&44&2009&13.3&20&2010&10.7&17&]

3.1.2 活动积温与盛花期的关系 荔波油菜播种时间一般在10～11月，生长关键时期是12月到次年2月，因此活动积温的计算从12月1日到平均盛花期（2月26日）。表2为荔波县1981-2010年上年12月1日到平均盛花期（2月26日）的活动积温和盛花期距平。利用SPSS统计软件求得它们的相关系数为-0.429，通过了0.05的显著性水平检验。为直观地表明这种负相关关系，作出盛花期距平和该时段（上年12月1日到平均盛花期）的活动积温关系折线图（图1）。从图1可以看出，油菜盛花期距平与活动积温成明显的负相关关系，活动积温越大，温度积累越足，油菜花盛花期越早；相反，活动积温越小，温度积累不足，不利于萌芽开花，盛花期越晚。

表2 荔波从上年12月1日到平均盛花期的活动积温和盛花期距平

[年份&盛花期距平（d）&活动积温（℃）&1981&11&873.5&1982&-44&843.2&1983&5&704.7&1984&16&602.5&1985&-5&775&1986&-6&817.8&1987&-15&1068.8&1988&0&759.1&1989&16&841.3&1990&-9&896.7&1991&2&866&1992&2&756.3&1993&7&813.4&1994&-5&823.9&1995&6&853.3&1996&0&777.4&1997&-6&890.1&1998&-8&851.9&1999&-11&1037&2000&15&785.6&2001&-16&944.2&2002&1&908.2&2003&-10&968.5&2004&36&872.7&2005&16&723.3&2006&3&854.3&2007&6&957.8&2008&13&720&2009&-6&974.9&2010&-12&995.8&]

图1 荔波从上年12月1日到平均盛花期的活动积温

和盛花期距平的关系

3.1.3 逐旬气温与盛花期的关系 不同时段的气温对盛花期的影响不同，所以我们将上年12月到当年2月的逐日气温资料变换成逐旬气温来进行研究。表3为上年12月至当年2月逐旬平均气温、逐旬最高气温、逐旬最低气温与油菜盛花期距平的单相关系数。从表3可以看到：1月中下旬至2月上旬气温对盛花期距平的影响大，其余时段影响较小；盛花期距平与大多数气温因子呈负相关，其中与1月中旬平均气温、2月上旬最高气温负相关水平达到显著水平（α=0.05），与1月中旬旬最低气温、1月下旬平均气温及旬最低气温负相关达到极显著水平（α=0.01）。12月上旬和中旬旬平均气温与盛花期距平呈弱的正相关，表明12月上旬和中旬的旬平均气温越高，盛花期距平越大，盛花期越晚。其原因是油菜在休眠期间需要一定的低温来解除芽的自然休眠，若该时期内旬平均气温高，则抑制了油菜花休眠期需冷量的积累，延迟盛花期。

表3 逐旬平均、最高及最低气温与油菜盛花期距平的单相关系数

[逐旬&平均气温&最高气温&最低气温&12月上旬&0.105 &-0.027 &0.069 &12月中旬&0.065 &-0.148 &0.134 &12月下旬&-0.197 &-0.152 &-0.002 &1月上旬&-0.063 &0.057 &-0.035 &1月中旬&-0.375 *&-0.243 &-0.495 **&1月下旬&-0.560 **&-0.502 **&-0.317 &2月上旬&-0.342 &-0.463 *&-0.245 &2月中旬&-0.071 &-0.095 &0.128 &2月下旬&-0.195 &-0.289 &-0.060 &]

注：*为在0.05水平（双侧）上显著相关、**为在0.01水平（双侧）上显著相关。

3.2 预报模型

3.2.1 预报因子的选择 通过上述的分析可知，上年12月至平均盛花期的积温越大，温度积累越充足，则盛花期越早，温度积累越少，则盛花期越晚；从上年12月至当年2月逐旬平均、逐旬最高和逐旬最低气温与油菜盛花期距平的单相关系数表可以看出，油菜盛花期距平明显受到这些气温因子的影响，所以我们选择上年12月至平均盛花期的积温、上年12月至当年2月上旬的逐旬平均、逐旬最高、逐旬最低气温作为备选因子来建立油菜盛花期距平的预报模型。

3.2.2 预报模型的建立 利用SPSS统计软件对盛花期距平与备选的气温因子作逐步回归，得到如下油菜盛花期距平预报方程：

y=66.003-9.044x1-0.883x2-3.274x3-7.587x4+1.532x5+3.577x6+3.986x7+2.418x8+1.664x9-2.295x10+1.741x11+1.813x12-0.941x13

式中，y为盛花期距平，x1为1月下旬平均气温、x2为1月中旬最低气温、x3为上年12月中旬最高气温、x4为1月上旬平均气温、x5为上年12月中旬平均气温、x6为1月上旬最低气温、x7为1月下旬最低气温、x8为1月上旬最高气温、x9为1月下旬最高气温、x10为2月上旬最低气温、x11为2月上旬最高气温、x12为12月上旬平均气温、x13为1月中旬最高气温。

回归方程的复相关系数R=0.854，F=3.303＞F0.05（13，17），表明回归效果显著。

3.2.3 预报模型的检验 利用建立的预报模型拟合往年的盛花期距平，将气温因子带入建立的盛花期预报模型，得到往年盛花期的拟合距平。表4为盛花期实际距平与拟合距平的比较，拟合差值为实际距平与拟合距平的差值，零值表示拟合值与实际值完全吻合，正值表示拟合盛花期晚于实际盛花期，负值表示拟合盛花期早于实际盛花期。拟合距平与实际距平的相关系数为0.900，平均绝对误差为4d，除1982年、2004年和2010年绝对误差分别为24d、12d和11d外，其余年份均在5d以内，其中有7a误差在1d内，表明预报模型对油菜盛花期有较好的拟合作用。从荔波县1981-2010年油菜盛花期距平与拟合距平的折线图可清楚直观看出，模型的拟合率较好（图2）。

表4 油菜盛花期距平、拟合距平及拟合差值（d）

[年份&实际距平&拟合距平&拟合差异&1981&11&13 &2 &1982&-44&-20 &24 &1983&5&1 &-4 &1984&16&16 &0 &1985&-5&-10 &-5 &1986&-6&-6 &0 &1987&-15&-20 &-5 &1988&0&4 &4 &1989&16&15 &-1 &1990&-9&-13 &-4 &1991&2&-2 &-4 &1992&2&-2 &-4 &1993&7&4 &-3 &1994&-5&-4 &1 &1995&6&11 &5 &1996&0&-4 &-4 &1997&-6&-10 &-4 &1998&-8&-5 &3 &1999&-11&-14 &-3 &2000&15&13 &-2 &2001&-16&-13 &3 &2002&1&1 &0 &2003&-10&-7 &3 &2004&36&24 &-12 &2005&16&14 &-2 &2006&3&5 &2 &2007&6&10 &4 &2008&13&12 &-1 &2009&-6&-5 &1 &2010&-12&-23 &-11 &]

图2 油菜盛花期距平与拟合距平的关系

4 结论与讨论

（1）油菜的生长发育需要一定的温度条件，在温度低于下限温度时油菜停止生长发育，完成冬季休眠过程后需要一定的温度积累才能萌芽开花，故油菜盛花期距平与12月1日到平均盛花期活动积温成明显的负相关关系，活动积温越大，温度积累越足，油菜花盛花期越早；活动积温越小，温度积累不足，盛花期越晚。

（2）不同时段的气温对盛花期的影响不同，1月中下旬至2月上旬气温对盛花期距平的影响大，其余时段影响较小；盛花期距平与上年12月至当年2月逐旬平均、逐旬最高、逐旬最低气温因子中绝大多数呈负相关关系，其中与1月中旬平均气温、2月上旬最高气温负相关水平达到显著水平（α=0.05），与1月中旬旬最低气温、1月下旬平均气温及旬最低气温负相关达到极显著水平（α=0.01）。

（3）油菜盛花期的早晚不仅与气温有关，还与日照时数等气象因子有关。但由于资料的缺乏，本文仅考虑气温对盛花期的影响，故建立的模型与实际盛花期有一定的偏差，但偏差不大，拟合度较好，待资料完整后，可加入日照、降水等气象因子重新建立模型。

参考文献

[1]张明庆，杨国栋，许晓波.树木花期预报的花芽形态测量法研究——以大山樱花期预报为例[J].植物生态学报，2005，29（4）: 610-614.

[2]李军.桃始花期的长期预报模型[J].西北植物学报，2005，25（9）: 1876-1878.

[3]吕清华，张红霞，潘爱芳.阳信鸭梨花期预测方法初报[J].山西果树，2008 （1）: 14-15.

[4]张秀英，胡东燕.桃花花期预报的探讨[J].北京林业大学学报，1995，17（4）: 88-93.

[5]周美燕，高清民，崔晓霞，等.鸭梨初花期预报模式的研究[J].山东气象，2005，25（3）: 32-32.

[6]张玲，赵黎，张明庆.牡丹的花期预测研究[J].咸阳师范学院学报，2009，24（2）: 77-79.

[7]吴炫柯，段毅强，李家文，等.桂花盛花期预报方法初探[J].安徽农业科学，2007，35（27）: 8482-8484.

[8]云文丽.呼和浩特市紫丁香盛花期预报模式的研究[J].安徽农业科学，2008，36（31）: 13618-13619.

[9]张明庆，蔡霞.北京地区春季主要园林树木的花期预测研究[J].首都师范大学学报 （自然科学版），2005，2: 019.

（责编：张宏民）

注：*为在0.05水平（双侧）上显著相关、**为在0.01水平（双侧）上显著相关。

3.2 预报模型

3.2.1 预报因子的选择 通过上述的分析可知，上年12月至平均盛花期的积温越大，温度积累越充足，则盛花期越早，温度积累越少，则盛花期越晚；从上年12月至当年2月逐旬平均、逐旬最高和逐旬最低气温与油菜盛花期距平的单相关系数表可以看出，油菜盛花期距平明显受到这些气温因子的影响，所以我们选择上年12月至平均盛花期的积温、上年12月至当年2月上旬的逐旬平均、逐旬最高、逐旬最低气温作为备选因子来建立油菜盛花期距平的预报模型。

3.2.2 预报模型的建立 利用SPSS统计软件对盛花期距平与备选的气温因子作逐步回归，得到如下油菜盛花期距平预报方程：

y=66.003-9.044x1-0.883x2-3.274x3-7.587x4+1.532x5+3.577x6+3.986x7+2.418x8+1.664x9-2.295x10+1.741x11+1.813x12-0.941x13

式中，y为盛花期距平，x1为1月下旬平均气温、x2为1月中旬最低气温、x3为上年12月中旬最高气温、x4为1月上旬平均气温、x5为上年12月中旬平均气温、x6为1月上旬最低气温、x7为1月下旬最低气温、x8为1月上旬最高气温、x9为1月下旬最高气温、x10为2月上旬最低气温、x11为2月上旬最高气温、x12为12月上旬平均气温、x13为1月中旬最高气温。

回归方程的复相关系数R=0.854，F=3.303＞F0.05（13，17），表明回归效果显著。

3.2.3 预报模型的检验 利用建立的预报模型拟合往年的盛花期距平，将气温因子带入建立的盛花期预报模型，得到往年盛花期的拟合距平。表4为盛花期实际距平与拟合距平的比较，拟合差值为实际距平与拟合距平的差值，零值表示拟合值与实际值完全吻合，正值表示拟合盛花期晚于实际盛花期，负值表示拟合盛花期早于实际盛花期。拟合距平与实际距平的相关系数为0.900，平均绝对误差为4d，除1982年、2004年和2010年绝对误差分别为24d、12d和11d外，其余年份均在5d以内，其中有7a误差在1d内，表明预报模型对油菜盛花期有较好的拟合作用。从荔波县1981-2010年油菜盛花期距平与拟合距平的折线图可清楚直观看出，模型的拟合率较好（图2）。

表4 油菜盛花期距平、拟合距平及拟合差值（d）

[年份&实际距平&拟合距平&拟合差异&1981&11&13 &2 &1982&-44&-20 &24 &1983&5&1 &-4 &1984&16&16 &0 &1985&-5&-10 &-5 &1986&-6&-6 &0 &1987&-15&-20 &-5 &1988&0&4 &4 &1989&16&15 &-1 &1990&-9&-13 &-4 &1991&2&-2 &-4 &1992&2&-2 &-4 &1993&7&4 &-3 &1994&-5&-4 &1 &1995&6&11 &5 &1996&0&-4 &-4 &1997&-6&-10 &-4 &1998&-8&-5 &3 &1999&-11&-14 &-3 &2000&15&13 &-2 &2001&-16&-13 &3 &2002&1&1 &0 &2003&-10&-7 &3 &2004&36&24 &-12 &2005&16&14 &-2 &2006&3&5 &2 &2007&6&10 &4 &2008&13&12 &-1 &2009&-6&-5 &1 &2010&-12&-23 &-11 &]

图2 油菜盛花期距平与拟合距平的关系

4 结论与讨论

（1）油菜的生长发育需要一定的温度条件，在温度低于下限温度时油菜停止生长发育，完成冬季休眠过程后需要一定的温度积累才能萌芽开花，故油菜盛花期距平与12月1日到平均盛花期活动积温成明显的负相关关系，活动积温越大，温度积累越足，油菜花盛花期越早；活动积温越小，温度积累不足，盛花期越晚。

（2）不同时段的气温对盛花期的影响不同，1月中下旬至2月上旬气温对盛花期距平的影响大，其余时段影响较小；盛花期距平与上年12月至当年2月逐旬平均、逐旬最高、逐旬最低气温因子中绝大多数呈负相关关系，其中与1月中旬平均气温、2月上旬最高气温负相关水平达到显著水平（α=0.05），与1月中旬旬最低气温、1月下旬平均气温及旬最低气温负相关达到极显著水平（α=0.01）。

（3）油菜盛花期的早晚不仅与气温有关，还与日照时数等气象因子有关。但由于资料的缺乏，本文仅考虑气温对盛花期的影响，故建立的模型与实际盛花期有一定的偏差，但偏差不大，拟合度较好，待资料完整后，可加入日照、降水等气象因子重新建立模型。

参考文献

[1]张明庆，杨国栋，许晓波.树木花期预报的花芽形态测量法研究——以大山樱花期预报为例[J].植物生态学报，2005，29（4）: 610-614.

[2]李军.桃始花期的长期预报模型[J].西北植物学报，2005，25（9）: 1876-1878.

[3]吕清华，张红霞，潘爱芳.阳信鸭梨花期预测方法初报[J].山西果树，2008 （1）: 14-15.

[4]张秀英，胡东燕.桃花花期预报的探讨[J].北京林业大学学报，1995，17（4）: 88-93.

[5]周美燕，高清民，崔晓霞，等.鸭梨初花期预报模式的研究[J].山东气象，2005，25（3）: 32-32.

[6]张玲，赵黎，张明庆.牡丹的花期预测研究[J].咸阳师范学院学报，2009，24（2）: 77-79.

[7]吴炫柯，段毅强，李家文，等.桂花盛花期预报方法初探[J].安徽农业科学，2007，35（27）: 8482-8484.

[8]云文丽.呼和浩特市紫丁香盛花期预报模式的研究[J].安徽农业科学，2008，36（31）: 13618-13619.

[9]张明庆，蔡霞.北京地区春季主要园林树木的花期预测研究[J].首都师范大学学报 （自然科学版），2005，2: 019.

（责编：张宏民）

注：*为在0.05水平（双侧）上显著相关、**为在0.01水平（双侧）上显著相关。

3.2 预报模型

3.2.1 预报因子的选择 通过上述的分析可知，上年12月至平均盛花期的积温越大，温度积累越充足，则盛花期越早，温度积累越少，则盛花期越晚；从上年12月至当年2月逐旬平均、逐旬最高和逐旬最低气温与油菜盛花期距平的单相关系数表可以看出，油菜盛花期距平明显受到这些气温因子的影响，所以我们选择上年12月至平均盛花期的积温、上年12月至当年2月上旬的逐旬平均、逐旬最高、逐旬最低气温作为备选因子来建立油菜盛花期距平的预报模型。

3.2.2 预报模型的建立 利用SPSS统计软件对盛花期距平与备选的气温因子作逐步回归，得到如下油菜盛花期距平预报方程：

y=66.003-9.044x1-0.883x2-3.274x3-7.587x4+1.532x5+3.577x6+3.986x7+2.418x8+1.664x9-2.295x10+1.741x11+1.813x12-0.941x13

式中，y为盛花期距平，x1为1月下旬平均气温、x2为1月中旬最低气温、x3为上年12月中旬最高气温、x4为1月上旬平均气温、x5为上年12月中旬平均气温、x6为1月上旬最低气温、x7为1月下旬最低气温、x8为1月上旬最高气温、x9为1月下旬最高气温、x10为2月上旬最低气温、x11为2月上旬最高气温、x12为12月上旬平均气温、x13为1月中旬最高气温。

回归方程的复相关系数R=0.854，F=3.303＞F0.05（13，17），表明回归效果显著。

3.2.3 预报模型的检验 利用建立的预报模型拟合往年的盛花期距平，将气温因子带入建立的盛花期预报模型，得到往年盛花期的拟合距平。表4为盛花期实际距平与拟合距平的比较，拟合差值为实际距平与拟合距平的差值，零值表示拟合值与实际值完全吻合，正值表示拟合盛花期晚于实际盛花期，负值表示拟合盛花期早于实际盛花期。拟合距平与实际距平的相关系数为0.900，平均绝对误差为4d，除1982年、2004年和2010年绝对误差分别为24d、12d和11d外，其余年份均在5d以内，其中有7a误差在1d内，表明预报模型对油菜盛花期有较好的拟合作用。从荔波县1981-2010年油菜盛花期距平与拟合距平的折线图可清楚直观看出，模型的拟合率较好（图2）。

表4 油菜盛花期距平、拟合距平及拟合差值（d）

[年份&实际距平&拟合距平&拟合差异&1981&11&13 &2 &1982&-44&-20 &24 &1983&5&1 &-4 &1984&16&16 &0 &1985&-5&-10 &-5 &1986&-6&-6 &0 &1987&-15&-20 &-5 &1988&0&4 &4 &1989&16&15 &-1 &1990&-9&-13 &-4 &1991&2&-2 &-4 &1992&2&-2 &-4 &1993&7&4 &-3 &1994&-5&-4 &1 &1995&6&11 &5 &1996&0&-4 &-4 &1997&-6&-10 &-4 &1998&-8&-5 &3 &1999&-11&-14 &-3 &2000&15&13 &-2 &2001&-16&-13 &3 &2002&1&1 &0 &2003&-10&-7 &3 &2004&36&24 &-12 &2005&16&14 &-2 &2006&3&5 &2 &2007&6&10 &4 &2008&13&12 &-1 &2009&-6&-5 &1 &2010&-12&-23 &-11 &]

图2 油菜盛花期距平与拟合距平的关系

4 结论与讨论

（1）油菜的生长发育需要一定的温度条件，在温度低于下限温度时油菜停止生长发育，完成冬季休眠过程后需要一定的温度积累才能萌芽开花，故油菜盛花期距平与12月1日到平均盛花期活动积温成明显的负相关关系，活动积温越大，温度积累越足，油菜花盛花期越早；活动积温越小，温度积累不足，盛花期越晚。

（2）不同时段的气温对盛花期的影响不同，1月中下旬至2月上旬气温对盛花期距平的影响大，其余时段影响较小；盛花期距平与上年12月至当年2月逐旬平均、逐旬最高、逐旬最低气温因子中绝大多数呈负相关关系，其中与1月中旬平均气温、2月上旬最高气温负相关水平达到显著水平（α=0.05），与1月中旬旬最低气温、1月下旬平均气温及旬最低气温负相关达到极显著水平（α=0.01）。

（3）油菜盛花期的早晚不仅与气温有关，还与日照时数等气象因子有关。但由于资料的缺乏，本文仅考虑气温对盛花期的影响，故建立的模型与实际盛花期有一定的偏差，但偏差不大，拟合度较好，待资料完整后，可加入日照、降水等气象因子重新建立模型。

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（责编：张宏民）