龙井市苹果梨始花期预报模型研究

金美玉 赵晶 付强

摘要 利用延边龙井市1996—2016年苹果梨始花日期数据，通过分析苹果梨开花期日序数与1—4月每旬平均温度、降水、日照时数、20 cm地温、40 cm地温的相关关系，找出影响苹果梨始花期早晚的主要气象因子和关键时期，最终拟合出龙井市苹果梨始花日期预报模型，对模型的预报准确性进行验证，结果表明预报准确率满足业务要求。

关键词 苹果梨花；始花期；气象因子；预测模型

中图分类号 S162.5 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）25-0189-04

Abstract Using the date of the apple pear beginning flower during 1996-2016，the relationship between the ordinal number of apple pear flowering period and the average temperature， precipitation， sunshine hours， 20 cm ground temperature and 40 cm ground temperature from January to April were analyzed.The main meteorological factors and critical periods affecting the early stage of apple pear were found out. Finally， the date forecasting model of apple pear in Longjing City was finally fitted， and the accuracy of the forecast was verified. The results showed that the forecast accuracy was satisfactory.

Key words Apple pear flower；Initial flowering period；Meteorological factors；Prediction model

苹果梨原产于吉林省延边地区，延边地区又以龙井市为代表，2009年延边开始举办延边-龙井梨花旅游节。通过长期的观测结果显示，龍井市苹果梨始花期一般在5月上、中旬，最早可在4月中旬开放。始花期的不确定性给有关部门的各项工作带来不便，如何提前20 d或更早预报始花日期，将会为相关单位各项工作的开展提供有利参考。

在应用气象因素预报始花期方面，国内学者做了较多研究。目前，有利用物候法对作物始花期进行预测的，如周美燕等[1]选用阳信县榆树的花期为起点，统计榆树花期与其他各种树木花期≥0 ℃的间隔积温263.1 ℃·d作为物候预报基本资料，预报鸭梨初花期。有利用大气环流资料分析预测始花期的，如孔凡忠等[2]分析发现牡丹初花期与其前期500 hPa大气环流特征有很好的相关关系，并建立一组牡丹花期中长期预报方程，最长预报时效超过150 d；闫淑莲等[3]利用最优回归方程分析刺槐盛花期与气象要素之间的关系，研究威海市刺槐盛花期的预报模式。目前较为成熟的方法是寻找影响作物生长主要因子和关键时期法，如尹文昱等[4]、吴炫柯等[5]、云文丽等[6]均是通过分析始花期（盛花期）变化趋势与气候因子的相关性，寻找关键因子和关键期，分别建立了大连地区大樱桃始花期、柳州桂花盛花期、呼和浩特紫丁香盛花期的统计预报模式。笔者主要分析了龙井市苹果梨始花期与前期主要气象因子的关系，筛选出影响苹果梨始花期主要气象因子和关键时期，并开展苹果梨始花期预报，以满足“中国延边-龙井梨花旅游节”需求，为拓宽花卉花期预报的研究领域提供参考。

1 资料与方法

所用资料主要包括1996—2016年龙井市苹果梨始花日期数据，资料来源于龙井市华龙园艺。气象资料来自龙井市气象局，包括1996—2012年日平均温度、降水量、日照时数、20 cm地温、40 cm地温数据。

龙井市1996—2016年苹果梨始花日期数据，将5月1日设为基准日期计为0，即5月2日计为1，4月30日计为-1，得到始花期日序数。采用数理统计、Pearson相关、逐步回归等方法，分析了龙井市苹果梨始花期与前期主要气象因子的关系，筛选出影响苹果梨始花期主要气象因子和关键时期，并开展苹果梨始花期预报。

2 结果与方法

2.1 苹果梨始花期基本特征

由图1可知，龙井市苹果梨平均始花日期为5月13日，最早为4月25日（1998年），最晚为5月22日（2000、2001年），变幅长达27 d。均方差大小可以表示始花期的稳定性程度，1996—2012年龙井市苹果梨始花期较不稳定，日序数均方差达到7.53，与平均日期相差7 d以上达47%。

2.2 影响苹果梨始花期气象因子分析

2.2.1 苹果梨始花期与旬平均温度的关系。

苹果梨始花期一般在5月中旬，但每年随气候变化差异较大。在此采用1996—2011年1—4月每旬平均气温，分析始花期日序数与旬平均气温的关系。从表1可以看出，苹果梨开花日序数与3月上旬平均温度、4月中旬平均温度和3月平均温度均呈极显著负相关关系，与3月中旬平均温度、3月下旬平均温度、4月上旬平均温度均呈显著负相关关系。

2.2.2 苹果梨始花期与旬降水量的关系。

从表2可以看出，开花日序数与各旬降水量均不存在显著相关关系。

2.2.3 苹果梨始花期与旬日照时数的关系。

从表3可以看出，开花日序数与各旬日照时数均不存在显著相关关系。

2.2.4 苹果梨始花期与旬40 cm平均地温的关系。

从表4可以看出，苹果梨始花期日序数与3月、4月各旬40 cm平均地温均呈负相关关系，且与3月上旬40 cm平均地温呈显著负相关关系，与3月中旬、3月下旬、4月上旬、4月中旬、4月下旬40 cm平均地温呈现极显著负相关关系，说明在一定范围内，3、4月40 cm平均地温升高使得始花日期会提前。通过分析发现，始花期日序数与3月40 cm平均地温也呈现极显著负相关关系。

2.2.5 苹果梨始花期与旬20 cm平均地温的关系。

从表5可以看出，苹果梨始花期日序数与4月上、中、下旬20 cm平均地温均呈现极显著负相关关系，说明在一定温度范围内，4月份20 cm平均地温升高会使苹果梨始花日期提前。

以上分析表明，开花前3、4月份的光温积累对苹果树开花早晚影响特别大，光温积累充足，开花就早，光温积累少，开花就晚。但从预报时效角度，每年的始花期平均在5月13日前后，业务上要求提前20 d左右做出当年的始花期预报，虽然4月下旬的因子与苹果梨始花期相关性很好，但不能用于建模。为了减少建模时自变量的数目，将4月上、中旬均温合并成4月上中旬均温，将4月上、中旬40 cm平均地温合并成4月上中旬40 cm平均地温，4月上、中旬20 cm平均地温合并成4月上中旬20 cm平均地温。分析发现，苹果梨始花期日序数与3月平均温度、4月上中旬均温、3月40 cm平均地温、4月上中旬40 cm平均地温、4月上中旬20 cm平均地温均存在显著的负相关关系。

2.3 苹果梨始花期预报模型与验证

通过以上分析，从诸多气象因子中挑选出与始花期日序数显著相关的因子，利用SPSS软件对始花期日序数与气象因子进行逐步回归，得出苹果梨始花期预报模型：

y=26.676+1.251x1-0.153x2-4.263x3-0.786x4-3.391x5 （1）

式（1）中，y表示开花期日序数，x1表示3月均温，x2表示4月上中旬均温，x3表示3月40 cm平均地温，x4表示4月上中旬40 cm平均地温，x5表示4月上中旬20 cm平均地温。

利用始花期预报模型对1998—2011年始花期进行回测，结果表明，苹果梨始花期年际变化较大，但模型的拟合效果较好（图3）。将模型回代，苹果梨始花期实际值与拟合值比较见表6，拟合值与实际值相关系数为0.850 1，平均絕对误差为0，最大误差为6 d，其中3年没有误差（2001、2003、2004年），前后误差为1 d的有2年（2005、2008年），前后误差为2 d的有4年（2000、2002、2009、2010年），前后误差为3 d的有1年（2006年），可见预报模型对梨树始花期有很好的拟合作用。

2.4 苹果梨始花期预报模型检验

利用2012—2016年气象资料以及苹果梨始花期日序数，对模型进行逐年订正，得到2012—2016年逐年苹果梨始花期预报模型，并得出逐年始花期预测值。从表7可以看出，2012—2016年预测日期误差在3 d之内的有3年，分别是2012、2013、2016年，其中2012年没有误差；2014年误差为4 d，2015年效果较差，误差在7 d。验证结果进一步说明，模型可以很好地预测苹果梨始花期。

3 结论与讨论

该研究在分析国内外已有作物始花期预报模型建立方法的基础上，结合该地区特点及研究资料，对龙井市苹果梨始花期进行预测模拟。在分析影响始花期主要气象因子的基础上，利用逐步回归法得到龙井市苹果梨始花期预报模型，主要结论如下：

①近17年来，龙井市苹果梨平均始花日期为5月13日，开花最早为4月25日（1998年），最晚为5月22日（2000、2001年），变幅长达27 d，苹果梨始花期较不稳定。

②影响龙井苹果梨始花期的主要气象因子为3月均温、4月上中旬均温、3月40 cm平均地温、4月上中旬40 cm平均地温、4月上中旬20 cm平均地温。

③龙井市苹果梨始花期预报模型为：y=26.676+1.251x1-0.153x2-4.263x3-0.786x4-3.391x5，式中，y表示开花期日序数，x1表示3月均温，x2表示4月上中旬均温，x3表示3月40 cm平均地温，x4表示4月上中旬40 cm平均地温，x5表示4月上中旬20 cm平均地温。

该研究利用与始花期显著相关的气象因子，拟合出苹果梨始花期预报方程。由于资料所限，缺少样本，该预报模式有一定的局限性；随着样本的增多以及冬季气温变暖的趋势，此预报模式的回归系数需不断地进行调整订正以适应气候的变化。在今后的研究中，最好补充利用最近一年的有关气象资料以及始花期日序数对预报模型进行进一步订正，以期提高方程准确率。

参考文献

[1] 周美燕，高清民，崔晓霞，等.阳信鸭梨初花期预报方法的研究[J].浙江农业科学，2010（1）：35-37.

[2] 孔凡忠，刘继敏，孔莉，等.菏泽牡丹初花期的中长期预报模型[J].中国农业气象，2011，32（1）：115-121.

[3] 闫淑莲，周淑玲.威海市刺槐盛花期的预报模式[J].现代农业科技，2007（23）：11-12.

[4] 尹文昱，肖日光，王宗敏，等.大连地区大樱桃始花期预报模式研究[J].安徽农业科学，2011，39（3）：1346-1347，1350.

[5] 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.

[6] 云文丽，乌达巴拉.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.