近50年氣候變化對洛陽牡丹花期的影響

王艷曉

汝陽縣氣象局，河南汝陽 471200

洛陽市地處河南省的西部，位于黃河流域的中部地區(qū)、河流南岸，東邊倚靠嵩山山岳，西邊與秦嶺相連，南邊和伊闕相呼應(yīng)，北邊和邙山為鄰，中部有洛河、伊河、澗河、瀍河4條河流橫貫其中，春季氣候較為干燥且多風，夏季氣候炎熱降水較多，秋季氣候溫天氣晴朗，冬季氣候寒冷雨雪稀疏，是典型的溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫在15℃左右，一年中的最低氣溫出現(xiàn)在1月，平均氣溫0℃左右，極端天氣時候能達到-15℃；一年中的最高氣溫出現(xiàn)在7月，平均氣溫27℃左右，極端天氣時候出現(xiàn)過42℃。年均降水量630 mm左右。

牡丹是中國的傳統(tǒng)名花，據(jù)記載已有1500年的栽培歷史[1]。洛陽與其他城市相比，其氣候和水土條件最適合牡丹花的生長[2]。關(guān)于洛陽牡丹，國內(nèi)學(xué)者在牡丹的分布地域、栽培品種、花期預(yù)報、花期調(diào)控技術(shù)等方面做了大量的研究，但關(guān)于氣候變化對牡丹影響方面的研究并不多，本研究從洛陽地區(qū)1966—2015近50年的氣候變化特征出發(fā)，研究氣候變化對洛陽牡丹花期的影響，以期對牡丹的花期預(yù)報、人工催花時間選擇和牡丹的種植區(qū)劃具有現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

1 資料與方法

由于洛陽市氣象觀測站的觀測資料僅到1998年，1998年后的氣象觀測中斷，不能滿足本研究的需要，故所用氣象資料為距離洛陽市原觀測點最近的洛陽市孟津縣國家級觀測站1960—2015年氣象觀測資料。所用牡丹物候期資料來源于洛陽市孟津種植區(qū)2000—2013年實地觀測資料。采用主成分分析法、回歸分析、氣候傾向率、數(shù)學(xué)建模等方法進行分析。

2 氣候變化特征分析

2.1 氣溫變化特征

1966—2015年洛陽年平均氣溫為14.1℃，近50年洛陽的年平均氣溫總體呈明顯上升趨勢，年平均氣溫傾向率為0.27℃/10年（圖1）。年平均氣溫在1993年前以負距平為主，1994年后氣溫明顯升高，以后各年以正距平為主。近50年氣溫主要呈波浪式上升，在1969年、1976年、1980年、1984年、1989年、1993年、1996年和2003年達到波谷，最冷年份出現(xiàn)在1984年，為12.8℃；在1966年、1994年、1999年、2002年、2004年、2006年和2013年達到波峰，最暖年份出現(xiàn)在2006年和2013年，為15.2℃。表明孟津近50年年平均氣溫經(jīng)歷了冷暖交替的變化過程。

2.2 降水變化特征

1966—2015年洛陽年降水量平均值為615.2 mm，近50年洛陽的年降水量總體呈逐年減少趨勢，線性減少趨勢為-13.28 mm/10年，降水偏多和偏少年呈波浪形交替出現(xiàn)（圖2）。年降水量最多年為1 041.9 mm，出現(xiàn)在2003年；最少年為267.9 mm，出現(xiàn)在1997年，最多年與最少年之間相差774.0 mm。

圖2 1966—2015年洛陽年降水量的變化趨勢

2.3 日照變化特征

近50年洛陽日照時數(shù)總體呈遞減趨勢，線性傾向斜率為-60.34 h/10年，50年平均值為2 178.8 h/年，年日照時數(shù)最多年為2 587.4 h/年（1997年），最少年為1 356.6 h/年 （2010年），最多年與最少年相差1 230.8 h/年（圖3）。年日照時數(shù)距平變化分2個階段，2000年前以正距平為主，光照時數(shù)較多；2000年后以負距平為主，光照時數(shù)降低，年光照時數(shù)主要發(fā)生了6次比較明顯的波動，年光照較多年出現(xiàn)在1978年、1979年、1986年、1987年、1995年、1997年、2004年；年光照較少年出現(xiàn)在1975年、1976年、1981年、1984年、1989年、1993年、2003年、2009—2011年。以上結(jié)果表明孟津年日照時數(shù)經(jīng)歷了波動降低的過程。

圖3 1966—2015年洛陽年日照時數(shù)的變化趨勢

通過研究發(fā)現(xiàn)，1966—2015年，洛陽氣溫呈明顯上升趨勢，年平均氣溫傾向率為0.27℃/10年，尤其是1995年以來氣溫明顯升高。近50年的年均降水量從整體上看呈現(xiàn)出逐步減少的特征，約降低13.27 mm/10年。近50年的年平均日照時數(shù)呈下降趨勢，減少60.34 h/10年。

3 氣候變化對洛陽牡丹花期的影響

本研究所用的牡丹物候資料為洛陽市孟津種植區(qū)2000—2013年實地觀測資料，包含早花品種朱砂壘、太陽，中花品種洛陽紅、花王，晚花品種瓔珞寶珠、海黃。物候期觀測主要包括：萌動、發(fā)芽、立蕾、風鈴、圓桃、平桃、顯色、初花、盛花、花謝10個物候期[3-4]。本文花期觀測主要包括：初花、盛花、花謝3個物候期。為便于研究，本研究以數(shù)值代替日序，設(shè)1月1日為日序1，以此類推，得到各不同品種花期的日序。

從初花、盛花和花謝日序的統(tǒng)計來看，不同品種整個花期的持續(xù)時間各年存在較大的差異，以花謝日序減去初花日序作為花期分析發(fā)現(xiàn)，“朱砂壘”各年的花期最大值出現(xiàn)在2004年，為14 d，最小值出現(xiàn)在2011年，僅為6 d，平均各年的花期為10 d。“太陽”各年的花期最大值出現(xiàn)在2006年和2013年，均為11 d，最小值出現(xiàn)在2005年，僅為5 d，平均各年的花期為9 d。“洛陽紅”各年的花期最大值出現(xiàn)在2007年均為14 d，最小值出現(xiàn)在2005年，僅為8 d，平均各年的花期為11 d。“花王”各年的花期最大值出現(xiàn)在2002年，均為19 d，最小值出現(xiàn)在2000年，僅為8 d，平均各年的花期為12 d。“瓔珞寶珠”各年的花期最大值出現(xiàn)在2004年，均為17 d，最小值出現(xiàn)在2003年，僅為10 d，平均各年的花期為13 d。“海黃”各年的花期最大值出現(xiàn)在2001年，均為23 d，最小值出現(xiàn)在2003年，僅為9 d，平均各年的花期為17 d。這一結(jié)果初步說明，洛陽地區(qū)的各年影響牡丹花期的因素存在明顯的變化，導(dǎo)致各年的花期產(chǎn)生巨大的差異。

由以上分析可以發(fā)現(xiàn)，可以初步確定各個品種牡丹的花期會受到氣候影響，早花品種、中花品種和晚花品種的初花、盛花、花謝的對比分別見圖4、圖5、圖6。

由圖4可以看出，氣候?qū)τ诟鱾€品種的牡丹初花日序影響在2009年以前基本一致，但是在2009年以后，不同品種牡丹之間日序差異逐步增大。由圖5可以看出，氣候?qū)Ω鱾€品種的牡丹盛花日序影響基本一致。由圖6可以看出，氣候?qū)Ω鱾€牡丹品種的花謝日序的影響基本一致，只是程度有所差異。

圖4 2000—2013年不同牡丹品種的初花日序的變化趨勢

圖5 2000—2013年不同牡丹品種的盛花日序的變化趨勢

圖6 2000—2013年不同牡丹品種的花謝日序的變化趨勢

綜合各個牡丹品種2000—2013年的物候期數(shù)據(jù)，本研究發(fā)現(xiàn)不同品種的牡丹受到氣候變化的影響基本一致，萌動期受到氣候變化的影響最大，在萌動期后，不同品種的牡丹自身會逐步修正日序差異直到花謝，各個品種的花謝日序差異在整個物候期中最小。從花期持續(xù)時間來看，花期持續(xù)時間受到氣候變化的影響要遠小于任何一個物候期。

4 結(jié)論

通過研究發(fā)現(xiàn)，1966—2015年，洛陽氣溫呈明顯上升趨勢，年平均氣溫傾向率為0.27℃/10年，尤其是1995年來氣溫明顯升高。近50年來的年均降水量從整體上看呈現(xiàn)出逐步減少的特征，約降低13.27 mm/10年。近50年年平均日照時數(shù)呈下降趨勢，減少60.34 h/10年。通過分析2000—2013年洛陽牡丹種植區(qū)早、中、晚不同花期的6個牡丹品種實地物候觀測資料發(fā)現(xiàn)，氣象條件確實會對洛陽牡丹的花期造成影響，并且早花品種、中花品種和晚花品種所受到的影響呈現(xiàn)出一定的相似性，其花期的日序曲線走向趨勢基本一致。就花期而言，不同品種牡丹的初花期受氣候影響在2009年以前基本一致，在2009年以后，差異逐步增大；盛花期及花謝期受氣候變化影響基本一致，只是程度有所差異。花期持續(xù)時間的標準差沒有超過任何一個物候期的標準差，并且標準差相對呈現(xiàn)出大幅的下降，說明花期持續(xù)時間受到氣候的影響要明顯小于物候期受到的影響。