宋曉新，吾米提·居馬太，張國棟，張 琦，沈曉輝*

（1.伊犁州氣象局，新疆 伊寧835000；2.烏魯木齊市氣象局，新疆 烏魯木齊830002）

杏是伊犁主要栽培果樹品種之一，杏花在果樹花期中開放時(shí)間最早，具有較強(qiáng)的觀賞性。伊犁新源縣吐爾根鄉(xiāng)杏花溝，擁有2 000 hm2原始野杏林，現(xiàn)已聞名全國。每年杏花開放時(shí)游客如織，對旅游氣象尤其是花期專業(yè)氣象的服務(wù)需求日益迫切。

對果樹花期的相關(guān)研究已有大量的研究成果，主要集中在櫻花[1]、桂花[2]、桃樹[3]、蘋果[4-7]、梨樹[8]、檸檬[9]等不同果樹，包括利用氣象因子[10-11]、樹芽生長量[12]、花期天氣過程[13-15]、其他果樹物候期[16-18]、動(dòng)物活動(dòng)習(xí)性[19]等進(jìn)行花期預(yù)報(bào)，對杏花的花期預(yù)報(bào)研究具有重要參考價(jià)值。由于地理環(huán)境差異、果樹生長特性的不同，花期預(yù)報(bào)均具有一定的區(qū)域特性。因此，利用1996—2020年的花期觀測資料，對新源縣杏花開花時(shí)間進(jìn)行預(yù)報(bào)研究，旨在為新源杏花始花期氣象服務(wù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

新源縣位于新疆西北部，天山北麓，伊犁河谷東端，鞏乃斯河河谷地帶，素有“塞外江南”、“天山濕島”之稱。屬大陸性半干旱氣候，年均降水量476 mm，年均氣溫6.0～9.3℃，極端最高氣溫41.5℃，極端最低氣溫-34.7℃，年平均日照時(shí)數(shù)2 693.5 h，無霜期140～180 d，年平均蒸發(fā)量1 285.8 mm，冬暖夏涼，山地氣候特點(diǎn)明顯。

1.2 資料與方法

選取新源縣吐爾根鄉(xiāng)（83.48°E，43.55°N，海拔998 m）1996—2020年杏花始花期物候觀測資料，按《農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范》始花期定義為觀測植株上有一朵或同時(shí)幾朵花的花瓣開始完全開放的花朵日期。將始花期轉(zhuǎn)換為日序數(shù)（從每年1月1日記為1，1月2日記為2，……以此類推），得到每年的始花期序列。

杏花花期資料處理按公式Δt=Yt-Y進(jìn)行距平處理，其中Δt為始花期距平序列，正值為始花期晚于常年，負(fù)值為始花期早于常年，Yt為杏花始花期序列，Y為1996—2017年的平均始花期。

采用新源縣1996—2020年氣象資料，包括旬和月的氣溫（平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫）、相對濕度、日照時(shí)數(shù)、降水、地溫等，考慮到因子交互作用，引入了溫濕比（相對濕度和溫度之比）和溫雨（降水量和溫度之比）比[21]，統(tǒng)計(jì)分析杏花花期與氣象要素的相關(guān)性，采用逐步回歸方法建立了杏花始花期預(yù)報(bào)方程，并進(jìn)行檢驗(yàn)及預(yù)測。其中1996—2017年數(shù)據(jù)用于始花期的模型建立，2018—2020年數(shù)據(jù)用于模型效果檢驗(yàn)。采用DPS（V18.1）、Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析及繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 杏花始花期年際變化分析

自1996年以來，2001和2016年杏花開花最早，3月24日開花；1996年開花最晚，4月22日開花，最早與最遲相差28 d。

1996—2017年平均始花期為4月5日（表1）。如果以平均日期前后3 d為正常開花日統(tǒng)計(jì)[1]，正常開花的年份有10 a。偏早年有2001、2002、2006、2008、2016年共5 a；偏遲年有1996、1998、2003、2010、2011、2012、2017年共7 a。

表1 吐爾根鄉(xiāng)杏花花期觀測資料

1996—2007年始花期日序數(shù)呈減少趨勢（圖1），傾向率為每10 a減少1.99 d（r=0.19，p=0.4），共減少4.38 d，即提前約4 d。

圖1 新源杏花始花期年際變化

2.2 氣象條件對始花期的影響分析

從表2可以看出，杏花的始花期與氣溫、相對濕度、日照、降水、地溫、溫濕比等氣象因子密切相關(guān)，單因子相關(guān)系數(shù)絕對值在0.50以上。

表2 杏花始花期與氣象因子相關(guān)關(guān)系

2.2.1氣溫對始花期的影響

始花期距平與3月各旬和月的平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫有明顯的相關(guān)性（圖2）。1—3月各旬的氣溫因子與始花期距平的相關(guān)系數(shù)變化趨勢基本一致，始花期距平與1月下旬和2月上旬平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫呈正相關(guān)，但相關(guān)不顯著。始花期距平與3月各旬的平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），氣溫越高，開花越偏早。

圖2 杏花始花期與氣溫的相關(guān)性分析

2.2.2相對濕度對始花期的影響

從杏花始花期距平與相對濕度的相關(guān)分析看（圖3），3月上旬和下旬及3月的杏花始花期距平與相對濕度呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），相對濕度越大花期越延遲。

圖3 杏花始花期與平均相對濕度的相關(guān)性分析

2.2.3日照對始花期的影響

杏花始花期距平與3月上旬日照時(shí)數(shù)極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），其余時(shí)段的日照時(shí)數(shù)相關(guān)但差異不顯著（圖4）。主要原因可能是花芽先于葉芽萌發(fā)，而植物主要通過葉片進(jìn)行光合作用，花期前日照影響較小。

圖4 杏花始花期與日照時(shí)數(shù)的相關(guān)性分析

2.2.4降水量對始花期的影響

1月中旬、4月上旬和4月中旬的降水與始花期呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），降水越多，花期越晚，其余時(shí)期的降水對始花期有明顯影響，但相關(guān)性均未達(dá)到顯著水平。

2.2.5地溫對始花期的影響

由圖5可知，始花期距平與3月各旬平均地溫、平均最高地溫以及3月中下旬的平均最低地溫呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），地溫的升高有利于花期提早。

圖5 杏花始花期與地溫的相關(guān)分析

2.2.6特早和特遲年的異常氣候

通過對新源縣杏花開花特早年（2016年）的氣候分析發(fā)現(xiàn)，1—3月平均氣溫偏高，2月中下旬日照偏多，3月下旬降水偏少，有利于杏花始花期偏早。通過對新源縣杏花特遲年（1996年）的氣候分析發(fā)現(xiàn)，1—4月平均氣溫偏低，3—4月日照偏少，3—4月降水偏多，花期推遲。

2.3 杏花始花期預(yù)報(bào)模式的建立

2.3.1花期預(yù)測預(yù)報(bào)因子的選擇

杏花始花期平均在4月5日，需要提前10～20 d進(jìn)行始花期預(yù)報(bào)，因此選用1—3月氣溫、地溫、相對濕度、日照作為擬選因子進(jìn)行建模。其中3月各旬和3月平均氣溫、平均地溫、平均最高溫度、平均最高地溫、平均最低溫度，以及3月中下旬平均最低地溫與杏花始花期距平呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），說明始花期前溫度的積累對杏花開花早晚影響顯著。而3月上下旬、3月的相對濕度與杏花始花期呈顯著正相關(guān)（P<0.05），3月上旬日照與始花期呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）。

2.3.2花期預(yù)測模型的建立

利用DPS（V18.1）統(tǒng)計(jì)分析軟件對杏花始花期日序數(shù)與備選因子進(jìn)行逐步回歸，得到杏花花期預(yù)報(bào)方程：

其中，Y表示花期日序數(shù)，X1為3月上旬日照，X2為0℃積溫，X3為3月平均氣溫。R=0.935 5，F(xiàn)=42.036 6＞F（3，18）0.01，P=0，杏花花期模型成立。

表3為杏花始花期預(yù)報(bào)的回歸方差分析，由表3可知，顯著性概率為0，回歸系數(shù)不為0，即方程有效。

表3 杏花始花期預(yù)報(bào)的回歸方差分析

2.3.3花期預(yù)測模型的檢驗(yàn)

利用建立的杏花始花期模型，對1996—2017年吐爾根鄉(xiāng)杏花始花期進(jìn)行擬合回代檢驗(yàn)（圖6）。結(jié)果表明，始花期預(yù)報(bào)值與實(shí)際值相差1～2 d的準(zhǔn)確率達(dá)到72.7%，相差3 d的準(zhǔn)確率為27.2%。

圖6 杏花始花期預(yù)報(bào)值與實(shí)際值差異分析

2.3.4杏花始花期2018—2020年服務(wù)試報(bào)

對2018年新源吐爾根鄉(xiāng)杏花始花期進(jìn)行預(yù)報(bào)檢驗(yàn)，2018—2020年始花期預(yù)報(bào)值分別為3月28日、3月30日、4月2日，與實(shí)際相差分別為2、3、1 d，預(yù)報(bào)值基本吻合，該模型具有較高的精度。

3 結(jié)論

（1）通過新源縣1996—2017年氣象資料分析，得到新源縣杏花始花期平均出現(xiàn)在4月5日，最早出現(xiàn)在3月24日，最遲出現(xiàn)在4月22日，早晚相差28 d。

（2）杏花開花期受到前期氣溫、相對濕度、日照、降水、地溫等氣象條件的影響，其中3月各旬和3月平均氣溫、平均地溫、平均最高氣溫、平均最高地溫、平均最低氣溫，以及3月中下旬平均最低地溫與杏花始花期距平呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）。而3月上下旬、3月的相對濕度與杏花始花期呈顯著正相關(guān)（P<0.05），3月上旬日照與始花期呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）。

（3）選擇關(guān)鍵影響因子建立了杏花始花期預(yù)報(bào)模型，1996—2017年的回代檢驗(yàn)中始花期預(yù)報(bào)值與實(shí)際值相差1～2 d的準(zhǔn)確率達(dá)到63.6%，相差3 d的準(zhǔn)確率為27.2%；2018—2020年的試報(bào)服務(wù)預(yù)測值與實(shí)際值相差分別為2、3、1 d，模型預(yù)報(bào)效果較好。

4 討論

已有研究成果表明，地面溫度、濕度、降水、日照對桂花開花期都有明顯影響[2]。對黃桃始花期的影響，以溫度因子影響大、日照因子影響次之，降水因子及其他氣象因子影響較小[3]。影響香梨盛花期的優(yōu)勢相關(guān)氣象因子是3月平均最高氣溫、4月至始花期平均氣溫與4月至始花期合計(jì)日照時(shí)數(shù)，同樣是溫度、日照因子影響大，降水因子影響較?。煌瑫r(shí)越冬期溫度水平高，光照充足，梨樹始花期就偏早，反之始花期就偏晚[8，17]。時(shí)積溫、相對日積溫更能體現(xiàn)其與桃樹、檸檬花期的內(nèi)在關(guān)系[9，18]，阿克蘇地區(qū)杏樹的開花盛期與氣溫穩(wěn)定通過3℃或5℃初日均呈較為顯著的正相關(guān)，但與3℃初日的相關(guān)性更好[11]。而櫻花花期則是上年12月到當(dāng)年3月各月平均氣溫與始花期均呈負(fù)相關(guān)，其中2月、冬季平均氣溫達(dá)極顯著，是始花期顯著提前的主要原因；2月、冬季平均氣溫每升高1℃，櫻花始花期分別提前1.66和2.86 d。

積溫預(yù)報(bào)法和氣象因子回歸預(yù)報(bào)法是當(dāng)前用于花期預(yù)報(bào)的主要方法。本研究對新源杏花花期的預(yù)報(bào)研究結(jié)果表明，始花期前的氣溫、相對濕度、日照、降水、地溫等對始花期有明顯影響，與桂花、黃桃、香梨等大部分研究結(jié)果基本一致，與櫻花花期、蘋果花期、阿克蘇地區(qū)杏花影響因子略有不同，可能是因?yàn)樾踊ɑㄆ跉庀髼l件分析中未考慮冬季氣溫、初日、開春期等的影響。

除氣象因子外，杏花的開花期還受生長環(huán)境、栽培管理等其他條件的影響。本研究只選擇了氣溫、日照、相對濕度等氣象要素，其他因子如冬季氣溫、開春日期等相關(guān)因素的影響，還有待于進(jìn)一步研究。