小时尺度积温在灞桥樱桃始花期预报中的应用

雷 宇 刘延莉 张宏利 白雨升

（西安市灞桥区气象局，陕西 西安 710038）

0 引言

陕西省西安市灞桥区作为我国西北地区最大的樱桃产业基地，被确立为陇海线东段重点早熟樱桃栽培区。灞桥樱桃先后获得国家地理标志认证、“中华名果”称号。近年来，灞桥区气象灾害时有发生，特别是樱桃花期冻害，对樱桃产业造成了重大影响，轻则导致樱桃减产，严重时则造成绝收。做好樱桃始花期预报，可以提前采取推迟花期、花期防冻等技术措施，将花期冻害带来的损失降至最低。

目前，国内已经有对樱桃花期预报的相关研究，如赵春生利用回归分析方法建立了鲁中东部丘陵地区大樱桃花期的预报模型；尹文昱等通过统计模式进行辽宁省大连市大樱桃始花期预报，但采用的积温数据均为日尺度数据，未考虑到气温的日变化，可能存在一定缺陷。而小时尺度积温相较日尺度积温时间尺度更小，能更细致地反映出温度条件对樱桃花期的影响。因此，笔者通过分析小时尺度积温与樱桃始花期之间的关系，对比小时尺度和日尺度积温在预报樱桃始花期中的优劣性，初步建立灞桥樱桃始花期预测模型，为准确预报樱桃始花期提供一种思路。

1 资料与方法

1.1 资料来源

樱桃始花期数据使用2013—2021 年西安市灞桥区席王街道毛西村樱桃始花期记录资料。席王街道毛西村为灞桥樱桃主要种植区，海拔510 m。

气象资料使用2013—2021 年西安市蓝田县国家气象观测站的气温资料。该站距灞桥区毛西村樱桃园直线距离为15 km，且海拔都在500 m 左右。

1.2 资料处理方法

将樱桃解除休眠期和始花期转化为日序数。由于解除休眠期可能在樱桃始花期的前一年，故将樱桃解除休眠期为1 月1 日的日序数定为0（1 月2 日计为1，1 月3 日计为2，以此类推），解除休眠期为前一年 12 月 31 日的日序数定为负数 -1（12 月 30 日计为-2，以此类推）。例如，2021 年樱桃始花期为2021 年3 月19 日的日序数为77，解除休眠期为2020年12 月26 日的日序数为-6。

1.3 研究方法

首先根据樱桃解除休眠的需冷量指标（见表1）计算樱桃开花当年解除休眠的时间。灞桥樱桃的主要品种为红灯和美早，其解除休眠的需冷量指标为700 h。然后计算樱桃解除休眠到始花期之间的小时尺度积温和日尺度积温。笔者采用农业生产上常用的＞0 ℃积温（也称正积温）、≥5 ℃积温和≥10 ℃积温分别计算小时尺度积温和日尺度积温。小时尺度积温的计算方法参照日尺度积温，即＞0 ℃、≥5 ℃和≥10 ℃的小时尺度积温为樱桃解除休眠到始花期之间逐小时平均气温＞0 ℃、≥5 ℃和≥10 ℃小时平均气温的总和。

表1 不同樱桃品种需冷量指标

2 结果与分析

2.1 小时尺度积温和日尺度积温比较

2013—2021 年，灞桥樱桃解除休眠至始花期的小时尺度积温和日尺度积温如表2 所示。由表2 可知，2013—2021 年灞桥樱桃始花期均在3 月中下旬，最早为 3 月 19 日（2021 年），最晚为 3 月 30 日（2017 年），平均始花期在3 月23—24 日。 结合表2 数据分析得出2013—2021 年灞桥樱桃解除休眠至始花期小时尺度积温和日尺度积温变异系数如表3所示。由表3可知，2013—2021 年灞桥樱桃解除休眠至始花期小时尺度积温的变异系数整体小于日尺度积温的变异系数，小时尺度积温的值离散程度更小，更趋近于平均值。这表明灞桥樱桃始花期与小时尺度积温的关联性更高。

无论是小时尺度积温还是日尺度积温，＞0 ℃积温的离散程度都最小，≥10 ℃积温的离散程度都最大，≥5 ℃积温的离散程度居中。所有积温计算结果中＞ 0℃的小时尺度积温的变异系数最小，为0.059，表示历年＞ 0℃的小时尺度积温数据最稳定，适合应用于灞桥樱桃始花期的预报。而≥10 ℃的小时尺度积温和日尺度积温的变异系数均大于0.100，≥10 ℃日尺度积温的变异系数更是达到0.309，表示≥10 ℃的积温数据不具有代表性，不适合应用于灞桥樱桃始花期的预报。

2.2 建立灞桥樱桃始花期预测模型

笔者应用灞桥区2013—2021 年樱桃始花期和＞0 ℃小时尺度积温数据，初步建立以小时尺度积温数据为基础的灞桥樱桃始花期预测模型：

式（1）中为樱桃始花期的日序数，为樱桃解除休眠的日序数，为樱桃解除休眠之后＞0 ℃小时尺度积温达到9 375.8 ℃（＞0 ℃樱桃解除休眠至始花期小时尺度积温的平均值，该值可随着年份的变化进行调整）的日数。

将该公式运用到樱桃始花期预报时，需要对花期预报当天之后的气温进行比较准确的预测，这样得出的值才能接近实际值，花期的预报结果才能更准确。由于在实际工作中，预报提前时间越长，预报结果的误差就越大。根据表2 可知，灞桥樱桃的初花期普遍在3 月下旬，因此，该公式建议在3 月上中旬使用，以得到相对准确的结果。

表2 2013—2021 年灞桥樱桃解除休眠至始花期的小时尺度积温和日尺度积温 ℃

由表3 可知，＞0 ℃日尺度积温的变异系数为0.063，说明该数据虽然比＞0 ℃小时尺度积温离散程度大，但也同样具有代表性，所以也可以建立以＞0 ℃日尺度积温数据为基础的灞桥樱桃始花期预测模型：

表3 2013—2021 年灞桥樱桃解除休眠至始花期小时尺度积温和日尺度积温变异系数

式（2）中，为樱桃始花期的日序数，为樱桃解除休眠的日序数，为樱桃解除休眠之后＞0 ℃日尺度积温达到356.0 ℃（＞0 ℃樱桃解除休眠至始花期日尺度积温的平均值，该值可随着年份的变化进行调整）的日数。

虽然理论上使用日尺度积温数据计算的樱桃花期精确度稍差，但在实际工作中，日平均气温的预报比小时平均气温的预报更加简单和准确，根据预报得到的也就更准确。因此，笔者建议根据实际情况选择使用何种公式。

3 结论与讨论

笔者以灞桥樱桃物候观测数据和气象资料为基础，根据当地主栽樱桃品种的需冷量指标计算了灞桥区2013—2021 年樱桃解除休眠的日期，然后计算了历年樱桃解除休眠到始花期＞0 ℃、≥5 ℃和≥10℃的小时尺度积温和日尺度积温，并进行了分析对比，得出以下结论。

①灞桥樱桃始花期与小时尺度积温的关联性更高。无论是小时尺度积温还是日尺度积温，利用＞0 ℃积温进行灞桥樱桃始花期预报准确度最高。≥5 ℃积温与樱桃始花期的关联性不如＞0 ℃积温，但比≥10 ℃积温稳定，≥10 ℃积温不适合用于灞桥樱桃始花期预报。

②应用2013—2021 年灞桥樱桃始花期和积温数据，可以分别建立以小时尺度积温和日尺度积温数据为基础的2 个灞桥樱桃始花期预测模型。开展花期预报的时间距离开花时间越近，精确度越高。理论上使用小时尺度积温计算的樱桃花期更准确，但使用日尺度积温更易做出预测，可根据实际情况选择公式。

③笔者采用的蓝田县国家气象观测站的气温数据基本能代表灞桥樱桃种植区的实际情况，但由于两地有一定距离，所以还存在一定误差。另外，由于灞桥樱桃物候期数据有限，仅采用2013—2021 年的数据进行分析，得出的结论和预报模型有一定局限性，仍需进行进一步验证。

④虽然对北半球中高纬度地区的研究表明，在影响植物物候期的诸多环境要素中（气温、光照、降水、养分等），气温所起的作用最大，但是其他要素的影响仍不能忽视。因此，今后笔者还需深入分析始花期前期降温、降水及光照、养分等其他因素的影响，进一步优化樱桃始花期预报模型。