谷城櫻花谷櫻花花期預報模型建設探討

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　　摘要    為了探究谷城櫻花花期的規律，選取5種櫻花花期預報模型與谷城櫻花近2年花期情況進行比較。結果發現，櫻花花期與溫度成負顯性相關，開花前一段時間內溫度越高，花期時序越短。后期需要結合谷城櫻花谷櫻花物候觀測情況、預報模式和光照、降水等情況修改相關因子及參數進行預報。
　　關鍵詞    櫻花;始花期;預報;溫度;積溫;模型建設;谷城櫻花谷
　　中圖分類號    S685.99        文獻標識碼    A        文章編號   1007-5739（2019）12-0173-01
　　1    資料與方法
　　1.1    試驗地概況
　　谷城老君山櫻花谷2014年開始建設，2016年完工，2017年對游人開放。位于谷城縣城關鎮老君山，地處東經111°39′58.13″，北緯32°13′30.87″，海拔128 m，屬亞熱帶季風氣候。年平均氣溫（本處及下文年均氣象要素均為1959—2016年平均數據）15.8 ℃，最高氣溫41.4 ℃，最低氣溫-19.7 ℃，平均無霜期245.5 d，年均降水918.3 mm，平均相對濕度76%。
　　1.2    資料來源
　　谷城櫻花谷櫻花主要為日本櫻花。本文選取的櫻花物候資料缺乏，未開展花期物候觀測。本文將3月1日作為2017年始花期，3月9日作為2018年始花期。本文的氣象資料來源于谷城國家氣象觀測站，據櫻花谷6.7 km，兩地海拔差不大。所選氣象資料均進行了嚴格的質量控制。本文中將始花期、落花期轉換為日序數（將每年1月1日記為1，1月2日記為2，…，以此類推）[1]。
　　2    預報模型分析
　　2.1    陳正洪研究模型
　　陳正洪等[2]分析了武漢大學62年（1947—2008年）櫻花開花期的氣候變化效應，認為始花期與當年冬季各月平均氣溫成負相關，其中2月、冬季平均氣溫達極顯著，2月具體方程如下：
　　始花期日序數（y）與冬季平均氣溫（x1）的回歸方程
　　y=-2.86x1+92.346（1）
　　始花期日序數（y）與2月平均氣溫（x2）的回歸方程
　　y=-0.05x23+0.67x22-3.88x2+88.466（2）
　　谷城2017年、2018年冬季平均氣溫、2月平均氣溫等氣象數據帶入式（1）（2）中，式（1）偏差較小。
　　2.2    舒斯研究模型
　　舒  斯等[3]分析了武漢大學櫻園日本櫻花樹36年（1981—2016年）觀測資料，認為2月1日至3月15日≥0 ℃活動積溫表現最為明顯，相關系數達到-0.816，其次是至3月5日積溫，相關系數為-0.798，再次為至2月底。由于觀測花期早于3月1日，本文選用2月1日至2月底積溫。具體方程如下：
　　y=0.019x1-0.119x2+89.711（3）
　　式（3）中，x1為1月1日至2月底的活動積溫，x2為2月1日至2月底活動積溫。帶入谷城相關氣象數據得出，2017年推算始花期日序數為76.7，其日期為3月17—18日，推算與實測差在16～17之間;2018年推算始花期日序數為84.9，其日期為3月25—26日，推算與實測差在16～17之間。
　　2.3    饒紅欣研究模型
　　饒紅欣等[4]對湖南省森林植物園內的日本櫻花（主要品種染井吉野櫻）7年（2007—2013年）的物候觀測資料進行了分析，認為始花日與3月平均最高氣溫和1—2月的平均最高氣溫成顯著負相關，與1—3月的平均最高氣溫成極顯著負相關;2017年、2018年分別選取到開花日的平均最高氣溫建立始花日線性關系模型。具體方程如下：
　　y=-2.431x1+95.104（4）
　　代入谷城相關氣象數據得出，2017年推算始花期日序數為66.5，日期為3月7—8日，推算與實測差在6～7之間;2018年推算始花期日序數為71.9，日期為3月12—13日，推算與實測差在3～4之間。
　　2.4    張愛英研究模型
　　張愛英等[5]對北京地區玉淵潭公園的杭州早櫻1998—2012年始花期物候觀測資料進行了分析，認為從1月1日起，≥3 ℃有效積溫達到或超過131.7 ℃櫻花即可進入始花期。代入谷城相關氣象數據得出，2017年推算始花期日序數為49，日期在2月18日，推算與實測差為-11;2018年推算始花期日序數為60，日期在3月2日，推算與實測差為-7。
　　2.5    馬晶昊研究模型
　　馬晶昊等[6]分析了2004—2016年湖南長沙集植物園櫻花花期的物候觀測數據，認為1月中旬、2月下旬的平均溫度越高，日序數越小，花期提前。具體方程如下：
　　y=99.24-1.46x1-0.87x2（5）
　　帶入谷城相關氣象數據得出2017年推算始花期日序數為85.8，日期為3月27日，推算與實測差為26;2018年推算始花期日序數為85.7，日期為3月27日，推算與實測差為18。
　　3    結論與討論
　　上述5種預報模型中均認為櫻花花期與溫度成負顯性相關，開花前一段時間內溫度越高，花期時序越短。推算與實測結果最佳為饒紅欣模式，其次為張愛英模式。
　?。?）從櫻花種類上來看，同樣地理位置下杭州早櫻的花期較日本櫻花要早，有效積溫應明顯小于日本櫻花的有效積溫，同時有效積溫的下限值不一定適宜本地日本櫻花。此模型需長期對本地櫻花物候進行觀測，根據觀測樣本量，適當增加有效積溫值、調整有效積溫下限值可適用于谷城櫻花谷始花期預報。
　?。?）馬晶昊模型采用了1月中旬、2月下旬的平均溫度作為預報相關因子，筆者認為時間期限選取過短，在此階段易出現極高或極低氣溫，作為預報因子不合適。
　?。?）從花期觀測時限和距離上來看，陳正洪和舒斯模式分析最全面。對比陳正洪模式，舒斯模式分析認為積溫預報模式優于平均氣溫模式。推算與實測差比較大主要是由于近2年觀測樣本的櫻花花期只是估測時間，是否符合本地櫻花生長情況，還需要后期物候觀測來對比，以確定是否需要調整活動積溫下限值及其他參數。
　?。?）饒紅欣模型選取1—3月的平均最高氣溫作為預報因子，反映出櫻花開花需要積累一定熱量具有合理性。
　　后期需要結合谷城櫻花谷櫻花物候觀測情況，綜合前4種預報模式和光照、降水等情況修改相關因子及參數進行預報。
　　4    參考文獻
　　[1] 肖丹，徐衛紅，黃保云，等.眉山市東坡區櫻花盛花日預測[J].南方農業，2017，11（22）：20-23.
　　[2] 陳正洪，肖玫，陳璇.櫻花花期變化特征及其與冬季氣溫變化的關系[J].生態學報，2008，28（11）：5209-5217.
　　[3] 舒斯，肖玫，陳正洪.櫻花始花期預報方法[J].生態學報，2018，38（2）：405-411.
　　[4] 饒紅欣，彭信海，王萍，等.日本櫻花花期觀測與規律分析[J].經濟林研究，2014，32（4）：132-135.
　　[5] 張愛英，張建華，高迎新，等.SW物候模型在北京櫻花始花期預測中的應用[J].氣象科技，2015，43（2）：309-313.
　　[6] 馬晶昊，譚詩琪，龍帥，等長沙植物園櫻花花期預報方法[J].江西農業，2017（17）：112-113.
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