盐池县黄花菜始花期预测及气候影响因子分析

刘娟霞，蒋伊泽，吴海英

（盐池县气象局，宁夏 751500）

黄花菜（Hemerocallis citrinaBaroni）又名金针菜，隶属阿福花科萱草属，为多年生宿根植物。黄花菜食为佳肴、医为良药、观为名花。宁夏吴忠市盐池县黄花菜色泽为淡黄或金黄色，肉质肥厚均匀、有光泽，颇受顾客的喜爱，被盐池县人民政府列为乡村振兴特色产业项目。近年来，盐池县围绕黄花菜特色优势产业发展，大力推进“生态+旅游”“产业+旅游”等旅游新模式，农业、旅游业相互促进、共同发展。盐池县每年7 月举办的黄花菜观赏采摘节活动，有利于加速提升当地文化旅游产业发展水平，同时对黄花菜花期的准确预报提出了更高要求，精准预报黄花菜始花期可为采摘节的日程提供参考，打响盐池县乡村旅游品牌知名度。

国内很多学者对草本植物的花期预报进行了广泛深入的研究，豆青芳等经过统计分析，建立基于ForcTT 模型的有效积温法则和逐步回归两种不同的油菜花预测模型并进行了评估[1-2]；邹家祥通过气象指标分析，进行了干旱与黄花菜落蕾关系的初步探讨[3]；李海凤等通过2016 年黄花菜生育期观测，确定了黄花菜种植气象条件及灾害防御对策[4]。以上研究成果，为建立黄花菜花期预报模型提供了思路和方法。目前，关于黄花菜始花期预报模型的研究在国内尚未见更多、更深入的报道，而当前盐池县关于黄花菜始花期的研究也处于空白，开展黄花菜始花期预报模型研究，精准预测始花期，是气象为农服务的有效策略。

利用盐池县气象局2012 年以来黄花菜始花期资料和同期的气象资料，对影响盐池县黄花菜始花期的气象因子进行相关分析，尝试找出影响盐池县黄花菜始花期的气象因子，建立黄花菜始花期预报模型，准确预报始花期，切实发挥气象在乡村振兴中的重要作用。

1 材料与方法

1.1 资料来源

2012—2022 年黄花菜物候观测资料来源于当地农业部门和盐池县国家农业气象观测站。按《农业气象观测规范》要求开展生育期观测，黄花菜种植方式属于条播密植，开花期以观测植株开花≥10%为发育始期、≥50%为普遍期、≥80%为末期。

2012 年3 月下旬至2022 年7 月上旬的逐日气象观测资料来自盐池县国家基本气象观测站，包括降水量、日照时间、平均气温、平均最高气温、平均最低气温、0～50 cm 平均浅层地温、地面平均最高温度和地面平均最低温度，以及花前≥10 ℃、≥11 ℃、≥12 ℃、≥13 ℃、≥14 ℃、≥15 ℃、≥20 ℃的有效积温值等。

1.2 分析方法

1.2.1 数据处理

盐池县黄花菜开花最早时间在6 月下旬，为计算处理方便，采用Julian 日换算方法，即将生育期出现日期转换为距离6 月1 日的实际日数，得到各生育期的时间序列（6 月1 日记为1，6 月2 日记为2，……，依此类推）[5]。由于样本量小于30，用计算无偏相关系数加以校正。

1.2.2 统计分析

应用SPSS 19.0 软件对数据进行统计分析，用相关分析法分析黄花菜始花期与气温、日照等气象因子的相关性，找出对始花期有显著作用的关键气象因子，利用一元回归分析法建立预报模型[6]。其中，利用2012—2021 年资料建立模型，2022 年资料进行模型检验。

2 结果与分析

2.1 黄花菜始花期特征分析

黄花菜适宜开花温度为20～25 ℃，当平均气温达到20 ℃，开始开花。黄花菜开花前也需要一定的温度积累，历年统计资料显示，≥0 ℃累计积温在2 100.0 ℃以上。根据2012—2021 年的观测资料，黄花菜花期（始花至终花）为6 月25 日至8 月10 日，45 d 左右。平均始花期为6 月27 日，变幅长达13 d，可见黄花菜始花期极不稳定。

2.2 黄花菜始花期气象因子的相关分析

对盐池县2012—2021 年黄花菜始花期与各气象要素进行相关分析，由表1 可知，影响黄花菜开花的气候因子较多，具有复杂性，相对来说与花前90 d 的平均气温、平均最高气温、平均最低气温、地面平均最低温度、0～50 cm 浅层地温等5 个因子的相关性最为显著，相关系数绝对值均在0.722 以上，均通过0.05的显著性检验。

表1 黄花菜始花期与各时段气候因子累积值之间的相关系数

2.2.1 温度因子的影响

相关分析结果表明（见表1），影响黄花菜花期的主要单因子为温度要素，花前80～90 d 在0.01 水平下显著。黄花菜花期与气温的相关性表明黄花菜始花前温度积累充足，易打破植株休眠，促使黄花菜早开花，温度积累不足，开花就晚，适宜的温度成为加速花芽发育的主导因子。

2.2.2 不同界限积温的影响

根据黄花菜花期与不同界限积温的相关系数可以得出（见表2），黄花菜始花期与≥11 ℃积温的相关性最为显著，相关系数为0.814，呈正相关，通过显著性水平检验。

表2 黄花菜始花期与不同界限积温的相关性

2.2.3 光照和降水量的影响

黄花菜是喜光植物，全生育期需要光照2 600～2 700 h。若光照不足，会影响黄花菜现蕾开花。由表1可知，花前60 d 黄花菜始花期与日照时间相关系数为0.660，通过0.05 水平的显著性检验。水分条件是作物生长的决定性因子，但因为盐池县灌溉条件不足，水分因子多依赖于生长期降水量，致使黄花菜始花期与降水量的相关性不是很明显，未通过显著性检验。

2.3 黄花菜始花期预报模型的建立

在利用相关性分析找到与黄花菜花期显著的气象因子之后，综合表1、表2 分析分别构建了黄花菜花期与地温、气温、积温之间的线性模型，从表3 来看，不同要素构建的模型均通过显著性检验。

表3 主要气象要素与黄花菜花期的关系模型

2.4 黄花菜始花期预报模型检验

2.4.1 预报拟合检验

利用（见表2）建立的预报方程，对2012—2021年黄花菜始花期进行拟合检验。研究结果显示（见图1～5），以平均气温构建的预测模型预测准确率趋势与实际值吻合度较高。

图1 平均气温预测值与实际值比较

图2 最低气温预测值与实际值比较

图3 地面最低温度预测值与实际值比较

图4 0～50 cm 浅层地温预测值与实际值比较

图5 ≥11 ℃积温预测值与实际值比较

2.4.2 预报效果检验

为了便于比较，本文采用分级加权百分数计分评判法进行预报准确性评定，利用上述资料，对5 个不同要素预报模型效果进行检验（见表4）。其中，以平均气温构建的模型满分率为92.5%，平均误差为1.2 d，预报准确性最高，预报效果整体较好[7]。综合分析结果，最终选择以平均气温为主要影响因子构建的模型作为黄花菜始花期预报模型。

表4 黄花菜始花期预报模型准确性

2.5 2022 年黄花菜始花期预报检验

以平均气温为主要影响因子构建的黄花菜始花期预报方程（Y=3.620X-31.787）中，X值是花前90 d 内平均气温（历年平均值为16.4 ℃），花前90 d 约是3 月下旬，即为黄花菜返青期。为了预报和服务效果，需要提前7～10 d 进行始花期预测，根据气温实测值和预测值类推至平均气温达到16.4 ℃的日期，即为始花期。2022 年黄花菜始花期出现在6 月22 日，预测日期为6 月24 日，预报值与实测值基本吻合。

3 结论

通过分析影响黄花菜始花期的各类气象要素，表明黄花菜始花期与3 月下旬至6 月下旬平均气温的相关性最显著，温度越高，黄花菜始花期出现的时间越早。

利用相关分析法对黄花菜始花期与气象影响因子进行相关分析，采用一元回归分析法建立影响较大的5 个气象因子的黄花菜始花期预测模型，通过预报模拟检验，以及分级加权百分数计分评判法，对5 个模型进行预报准确性评定，选出以平均气温为主要影响因子构建的模型为最佳模型，预测效果较为理想。预报花期时，以花前90 d 平均气温≥16.4 ℃的指标为主。