眉山市東坡區櫻花盛花日預測

摘 要 基于東坡區氣象站2013—2016年氣溫觀測資料和2017年氣溫預報資料，對眉山晚櫻盛花日和氣溫進行了相關性分析，并應用線性回歸模型和積溫方法，對2017年晚櫻盛花日進行預測，取得了較好效果。結果表明：盛花日受上年11月、12月氣溫影響較小，與當年1—3月平均氣溫的相關性最高；利用回歸模型和積溫方法分別預測出2017年盛花日為3月25日、24日，和實際花期有2 d左右的差異；利用實況氣溫進行盛花日回測，結果與悅興鎮櫻花花期有3～4 d的差異，但與櫻花博覽園花期較吻合。

關鍵詞 櫻花；盛花日預測；積溫；線性回歸模型；四川省眉山市東坡區

中圖分類號：S165+.21 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.22.006

知網出版網址：http：//kns.cnki.net/kcms/detail/50.1186.S.20170818.1914.020.html 網絡出版時間：2017/8/18 19：14：00

櫻花是早春重要的觀賞花種，盛開時繁花似錦，蔚為壯觀，被廣泛應用于園林種植。四川省眉山市東坡區悅興鎮元寶村自2010年開始陸續引入櫻花樹種，種植規模不斷擴大，早、中、晚櫻皆有，其中晚櫻種植面積最大，主要有關山、松月、貴妃等品種。受氣溫影響，晚櫻盛放初期在3月中、下旬，落花期最早出現在3月下旬，最晚可延遲至4月中旬。近年眉山市政府在岷東新區啟動櫻花城建設工作，不斷引種櫻花，以晚櫻為主，品種與悅興鎮類似但更豐富。2017年，眉山市舉辦了首屆櫻花節，圍繞櫻花節的籌備工作需要提前部署，而提前預測櫻花花期，對于確定櫻花節舉辦時間尤為重要。

目前，武漢大學、北京玉淵潭公園和昆明圓通山公園等賞櫻勝地有多年舉辦櫻花節的經驗，對櫻花花期預測有過研究。以往研究表明，氣溫是影響植物物候期的關鍵氣象因子[1-3]。陳正洪[4]通過對武漢大學櫻園花期變化趨勢和氣候因子相關性分析，尋找關鍵因子和關鍵期，利用2月、冬季平均氣溫建立起櫻花花期預測的回歸方程。饒紅欣[5]對湖南省森林植物園的櫻花物候觀測資料進行分析，探討了開花物候與氣溫的關系，利用開花前期（1—2月）的最高溫度建立始花日線性關系模型。張愛英[6]比較了SW模型、UniChill模型和一元線性回歸模型在北京觀賞植物開花期預測中的適用性，認為SW模型表現最好。張愛英[7]將SW物候模型應用于北京玉淵潭公園的櫻花花期預測，結果與實況值基本吻合。

在SW模型中，需要用到1—3月的逐日平均氣溫資料。大型櫻花節的舉辦時間往往提前一二個月就要確定，而目前的技術力量尚難以較準確地預報2個月后的逐日平均氣溫，這使得SW模型的使用受到限制。本文使用線性回歸和積溫方法，對眉山市東坡區2017年櫻花的盛花日進行預測，從而為當地政府確定櫻花節開幕式時間提供決策依據。

1資料

從2014年開始，悅興鎮每年3月皆舉辦櫻花節，并開始有了較穩定的花期觀測。本文使用的花期物候觀測資料均來自于此。其中，始花日標準為每株樹有3～5朵花開放，盛花日標準為全樹花開25%，落花日標準為全樹花落75%，盛花期是指從盛花日開始到落花日前一天的時段。本文使用的氣象資料有兩部分，一部分是來源于眉山市東坡區觀測站的氣溫觀測資料，另一部分是東坡區氣象站的氣溫預報資料。對所有資料均進行了嚴格的質量控制。

按照花期標準，在始花日，眉山占地53.33 hm2的櫻園中花朵仍顯寥寥，觀賞性不強，而到了盛花日，花朵已初顯繁盛，具有較強的觀賞性。將盛花日確定為櫻花節開幕式舉辦時間較為合適。

2櫻花花期與氣溫的相關性分析

從表1看，眉山晚櫻的初花日在3月中旬到下旬初，盛花日為3月中旬末到下旬，落花日為3月末到4月上旬。從初花日到盛花日一般為4～5 d，而盛花期一般持續半個月左右。為了計算櫻花花期與氣溫的相關性，將櫻花花期以日序數表示。通常將每年的1月1日記為1，那么日序數為28即是指當年的1月28日。將始花日、盛花日、落花日轉換為日序數（見表1）。本文重點計算盛花日與氣溫的相關性。

從表2、表3眉山晚櫻盛花日與平均氣溫和平均最高氣溫的相關系數看，晚櫻盛花日與上年11月、12月的氣溫呈正相關，即氣溫越高，日序數越大，盛花日越晚。這顯然不符合櫻花的生長規律，可以認為盛花日受上年11月、12月氣溫影響較小。同理，盛花日受當年1月平均最高氣溫的影響也較小。盛花日與當年1—3月平均氣溫、2—3月平均最高氣溫呈負相關，即氣溫越高，日序數越小，盛花日越早。盛花日與2月、3月平均氣溫和3月平均最高氣溫的相關性系數絕對值均在0.9以上，相關性較好。

進一步統計盛花日與當年1—3月、2—3月氣溫的相關性。結果發現，盛花日與當年1—3月、2—3月的平均氣溫和平均最高氣溫均呈負相關，大多數的相關系數絕對值達到0.96以上，相關性較強。其中，盛花日與1—3月平均氣溫的相關系數為-0.999，相關性通過了95%的置信度檢驗。

3櫻花盛花日預測

3.1盛花日預測的回歸模型

為了對式（1）的預測準確性進行檢驗，將2014—2016年1—3月平均氣溫分別代入，求取各年的盛花日。檢驗結果見表4，表中“-1”是指預測盛花日比實際盛花日晚1 d。可見預測盛花日與實際盛花日接近，誤差在1 d以內，式（1）對盛花日預測準確度較高。

由表5中預測的2017年1月、2月、3月平均氣溫，計算出1—3月平均氣溫為9.8℃，將其代入式（1），計算得到盛花日日序數為84，將其轉換為日期，即預測的2017年眉山晚櫻盛花日為3月25日。

3.2盛花日預測的積溫方法

線性回歸方程（1）是基于數理統計原理建立起來的純數學模型，并沒有考慮櫻花的生長特性。許多研究表明，積溫是植物生長的關鍵因子[8-12]，也是影響櫻花花期最關鍵的因素。那么如何確定積溫起始時間呢？從前面盛花日與逐月氣溫的相關性分析可知，盛花日與當年2月、3月的氣溫相關性較好。因此，對2014—2016年，分別計算從2月1日到當年盛花日的積溫，并將3年的積溫取平均值，結果為549.1℃，將該積溫值作為盛花日標準。用2014—2016年盛花日資料對該積溫值進行檢驗，預測誤差在2 d以內（見表6）。

利用預測的2017年2月平均氣溫和3月各旬的平均氣溫（見表5），來計算達到積溫549.1℃的日期，結果為3月24日。

2017年眉山市順利舉辦了首屆櫻花節，從實際觀測的花期資料看，作為櫻花節主會場的眉山櫻花博覽園，櫻花盛花日為3月23日，而作為分會場的悅興鎮，其櫻花盛花日為26日。兩地花期的差異，主要是由于櫻花博覽園的品種更豐富，其中一部分櫻花花期更早。我們預測的盛花日日期為3月24—25日，和實況相比，雖有2 d左右的差異，但也為市政府確定櫻花節開幕式時間提供了較好的參考。

根據2017年東坡區氣象站逐日觀測資料，分別利用回歸模型和積溫方法，計算出櫻花盛花日，分別為3月22日和3月23日，與悅興鎮櫻花花期有3～4 d的差異，但與櫻花博覽園花期實況較吻合。

4結論

本文利用東坡區氣象站氣溫資料，對眉山櫻花盛花日和氣溫的相關性進行了分析，從而建立起盛花日預測的線性回歸模型，同時探討了利用積溫進行盛花日預測的方法，對2017年眉山櫻花盛花日進行預測，取得了較好的效果。得到如下初步結論。

1）通過對眉山晚櫻盛花日與平均氣溫和平均最高氣溫的相關性分析，發現盛花日受上年11月、12月氣溫影響較小，與當年2月、3月的氣溫相關性較好，與1—3月平均氣溫的相關性最高，相關系數為-0.999。

2）利用1—3月平均氣溫，建立起眉山晚櫻盛花日預測的線性回歸模型，預測出2017盛花日為3月25日。

3）對2014—2016年2月1日到當年盛花日的積溫取平均值，將其作為盛花日標準，對2017年盛花日進行預測，結果為3月24日。

4）利用預報氣溫作出的盛花日預測和實際花期比，有2 d左右的差異。利用2017年實況氣溫進行盛花日回測，結果與悅興鎮櫻花花期有3～4 d的差異，但與櫻花博覽園花期較吻合。

鑒于目前眉山櫻花種植時間還較短，花期觀測樣本少，這對盛花日與氣溫的相關性分析和模型的建立都有影響。將來可隨著樣本的增多，進行更深入的分析和檢驗，不斷完善花期預測的模型。

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（責任編輯：丁志祥）