谷城樱花谷樱花花期预报模型建设探讨

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　　摘要    为了探究谷城樱花花期的规律，选取5种樱花花期预报模型与谷城樱花近2年花期情况进行比较。结果发现，樱花花期与温度成负显性相关，开花前一段时间内温度越高，花期时序越短。后期需要结合谷城樱花谷樱花物候观测情况、预报模式和光照、降水等情况修改相关因子及参数进行预报。
　　关键词    樱花;始花期;预报;温度;积温;模型建设;谷城樱花谷
　　中图分类号    S685.99        文献标识码    A        文章编号   1007-5739（2019）12-0173-01
　　1    资料与方法
　　1.1    试验地概况
　　谷城老君山樱花谷2014年开始建设，2016年完工，2017年对游人开放。位于谷城县城关镇老君山，地处东经111°39′58.13″，北纬32°13′30.87″，海拔128 m，属亚热带季风气候。年平均气温（本处及下文年均气象要素均为1959—2016年平均数据）15.8 ℃，最高气温41.4 ℃，最低气温-19.7 ℃，平均无霜期245.5 d，年均降水918.3 mm，平均相对湿度76%。
　　1.2    资料来源
　　谷城樱花谷樱花主要为日本樱花。本文选取的樱花物候资料缺乏，未开展花期物候观测。本文将3月1日作为2017年始花期，3月9日作为2018年始花期。本文的气象资料来源于谷城国家气象观测站，据樱花谷6.7 km，两地海拔差不大。所选气象资料均进行了严格的质量控制。本文中将始花期、落花期转换为日序数（将每年1月1日记为1，1月2日记为2，…，以此类推）[1]。
　　2    预报模型分析
　　2.1    陈正洪研究模型
　　陈正洪等[2]分析了武汉大学62年（1947—2008年）樱花开花期的气候变化效应，认为始花期与当年冬季各月平均气温成负相关，其中2月、冬季平均气温达极显著，2月具体方程如下：
　　始花期日序数（y）与冬季平均气温（x1）的回归方程
　　y=-2.86x1+92.346（1）
　　始花期日序数（y）与2月平均气温（x2）的回归方程
　　y=-0.05x23+0.67x22-3.88x2+88.466（2）
　　谷城2017年、2018年冬季平均气温、2月平均气温等气象数据带入式（1）（2）中，式（1）偏差较小。
　　2.2    舒斯研究模型
　　舒  斯等[3]分析了武漢大学樱园日本樱花树36年（1981—2016年）观测资料，认为2月1日至3月15日≥0 ℃活动积温表现最为明显，相关系数达到-0.816，其次是至3月5日积温，相关系数为-0.798，再次为至2月底。由于观测花期早于3月1日，本文选用2月1日至2月底积温。具体方程如下：
　　y=0.019x1-0.119x2+89.711（3）
　　式（3）中，x1为1月1日至2月底的活动积温，x2为2月1日至2月底活动积温。带入谷城相关气象数据得出，2017年推算始花期日序数为76.7，其日期为3月17—18日，推算与实测差在16～17之间;2018年推算始花期日序数为84.9，其日期为3月25—26日，推算与实测差在16～17之间。
　　2.3    饶红欣研究模型
　　饶红欣等[4]对湖南省森林植物园内的日本樱花（主要品种染井吉野樱）7年（2007—2013年）的物候观测资料进行了分析，认为始花日与3月平均最高气温和1—2月的平均最高气温成显著负相关，与1—3月的平均最高气温成极显著负相关;2017年、2018年分别选取到开花日的平均最高气温建立始花日线性关系模型。具体方程如下：
　　y=-2.431x1+95.104（4）
　　代入谷城相关气象数据得出，2017年推算始花期日序数为66.5，日期为3月7—8日，推算与实测差在6～7之间;2018年推算始花期日序数为71.9，日期为3月12—13日，推算与实测差在3～4之间。
　　2.4    张爱英研究模型
　　张爱英等[5]对北京地区玉渊潭公园的杭州早樱1998—2012年始花期物候观测资料进行了分析，认为从1月1日起，≥3 ℃有效积温达到或超过131.7 ℃樱花即可进入始花期。代入谷城相关气象数据得出，2017年推算始花期日序数为49，日期在2月18日，推算与实测差为-11;2018年推算始花期日序数为60，日期在3月2日，推算与实测差为-7。
　　2.5    马晶昊研究模型
　　马晶昊等[6]分析了2004—2016年湖南长沙集植物园樱花花期的物候观测数据，认为1月中旬、2月下旬的平均温度越高，日序数越小，花期提前。具体方程如下：
　　y=99.24-1.46x1-0.87x2（5）
　　带入谷城相关气象数据得出2017年推算始花期日序数为85.8，日期为3月27日，推算与实测差为26;2018年推算始花期日序数为85.7，日期为3月27日，推算与实测差为18。
　　3    结论与讨论
　　上述5种预报模型中均认为樱花花期与温度成负显性相关，开花前一段时间内温度越高，花期时序越短。推算与实测结果最佳为饶红欣模式，其次为张爱英模式。
　　（1）从樱花种类上来看，同样地理位置下杭州早樱的花期较日本樱花要早，有效积温应明显小于日本樱花的有效积温，同时有效积温的下限值不一定适宜本地日本樱花。此模型需长期对本地樱花物候进行观测，根据观测样本量，适当增加有效积温值、调整有效积温下限值可适用于谷城樱花谷始花期预报。
　　（2）马晶昊模型采用了1月中旬、2月下旬的平均温度作为预报相关因子，笔者认为时间期限选取过短，在此阶段易出现极高或极低气温，作为预报因子不合适。
　　（3）从花期观测时限和距离上来看，陈正洪和舒斯模式分析最全面。对比陈正洪模式，舒斯模式分析认为积温预报模式优于平均气温模式。推算与实测差比较大主要是由于近2年观测样本的樱花花期只是估测时间，是否符合本地樱花生长情况，还需要后期物候观测来对比，以确定是否需要调整活动积温下限值及其他参数。
　　（4）饶红欣模型选取1—3月的平均最高气温作为预报因子，反映出樱花开花需要积累一定热量具有合理性。
　　后期需要结合谷城樱花谷樱花物候观测情况，综合前4种预报模式和光照、降水等情况修改相关因子及参数进行预报。
　　4    参考文献
　　[1] 肖丹，徐卫红，黄保云，等.眉山市东坡区樱花盛花日预测[J].南方农业，2017，11（22）：20-23.
　　[2] 陈正洪，肖玫，陈璇.樱花花期变化特征及其与冬季气温变化的关系[J].生态学报，2008，28（11）：5209-5217.
　　[3] 舒斯，肖玫，陈正洪.樱花始花期预报方法[J].生态学报，2018，38（2）：405-411.
　　[4] 饶红欣，彭信海，王萍，等.日本樱花花期观测与规律分析[J].经济林研究，2014，32（4）：132-135.
　　[5] 张爱英，张建华，高迎新，等.SW物候模型在北京樱花始花期预测中的应用[J].气象科技，2015，43（2）：309-313.
　　[6] 马晶昊，谭诗琪，龙帅，等长沙植物园樱花花期预报方法[J].江西农业，2017（17）：112-113.
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