六春湖山區杜鵑花氣象因子相關性分析及花期預測

2025-05-21 00:00:00張琦萬佳靜景元書

安徽農業科學 2025年7期

Corelation Analysis ofMeteorological Factorsand Predictionof FloweringPeriod of RhododendroninLiuchunLake MountainArea ZHANG ，WAN Jia- ， JING Yuan-shu2（1. Longyou Meteorological Bureau，Longyou，Zhejiang 3244OO；2. Collaborative InnovationCenterorastigdEatioofeelicalstes/Uesityfftiocendcholo gsu

AbstractUsingthephenlogicalperiodofdodendroninLuchunLakesceicareafrom2O19to23andthecoespondingmeteoolical conditions，thsiceelcaloiiosedfoefulllossmrodaldndmpeaeeipiatios corelationalsisoetioaalsisduuadmpeaueododtpcttflllo ofrhododendroinLuchunLakein24.Teresultssowedtattemperatreandprecipitatiowerethainmeteorologicalftosfeting theful-blossoperiodofododendronetemperatreconditisin4eresilartotosiadandtnfallditionsin2024weresilartopreviousyeas.Itispredictedattheful-blossoperiodofododendoinLuchnLakein4willcur fromApril3OthtoMay9thThemeteorologicalindexforododendronviewingtouismwasdvidedintofourlevelssuitable，elatielysuit able，eltivelyusuitableandunsuitableTesuitabilityoffowerviewingtourismcanbedeteinedbasedontemeteorolgicalserice level.

KeyWordsRhododendron；Meteorologicalfactors；Correlationanalysis；Floweringperiod prediction；LiuchunLake MountainArea

杜鵑是杜鵑花科杜鵑花屬的落葉灌木，世界四大高山花卉之一。杜鵑花是六春湖的金名片，每年5月花開時被譽為六春湖的“紅五月”[1]，在海拔的桃源尖山頂至六春湖山脊兩側之間，分布著東西連綿 10km 左右、面積超過的杜鵑“花?！?，吸引了眾多游客前來觀光[2]為打響六春湖景區的旅游品牌，進一步促進文旅深度融合，需要深度開發利用六春湖區域的杜鵑花特色資源。因此，準確預測杜鵑花期不僅可以為游客賞花出行提供重要參考，也為龍游旅游發揮積極的作用。

近年來開展了大量的植物花期預報研究工作，主要方法有3類： ① 回歸模型預測法，采用相關分析篩選出與植物花期相關性較高的多項氣象因子，以此建立單項或多項的花期預測回歸模型，如陳道培3預測櫻花盛花期，韓艷鳳等4預測南果梨始花期，劉紅霞[5]預測蘋果始花期。 ② 積溫模型閥值法，由于植物開花前的積溫條件影響其開花時間的早晚，根據多年統計所得植物開花所需的積溫規律來預測花期，如劉歡等[預測杜鵑花可觀賞初始日，鹿翔等[7預測翠冠梨始花期，李春暉等[8預測油菜花期。 ③ 物候模型預測法，通過植物的前一個物候期來預測后一個物候期的預報方法。通過分析2個物候期的關系來建立預報模型，如鄧環等9預測砂梨花期，雷延鵬等[10]預測蘋果花期，丘建煌等[11]預測藍花楹花期。

六春湖地區地形多樣、立體氣候豐富，杜鵑花海由北到南延綿3座山脊，分別是六春湖、茅山尖和桃源尖，是3山連成的一座杜鵑花山脊線。位于海拔 1100～1400m 的山脊上的杜鵑花海，其花期較其他地方稍晚，每年4月下旬到5月中旬是桃源尖、六春湖地區杜鵑花海觀賞的最佳時期。由于海拔較高及溫差的原因，花開時間一般在五一前后，整個花期持續10d左右。因此，建立杜鵑花期預報方法，對提高花期預報的準確性和時效性、推動賞花特色休閑旅游項目及文旅市場的快速發展具有重要意義。

1資料與方法

1.1研究區概況六春湖景區位于浙江省龍游縣的西南方位（圖1紅色橢圓區域內），地處浙江大竹海和省級國家森林公園之中，屬國家一級生態保護區，區內林木繁茂，植被覆蓋率在 95% 以上。六春湖以湖為名，實則為山，海拔1390.5m ，是浙江龍游的最高峰。高海拔使這里終年云霧繚繞，氣候條件優異，龍游縣年平均氣溫，年降水量1602.6mm ，年平均相對濕度 79% ，全年日照時數為 1761.9h 全年無霜期為 257d， 0

1.2數據來源氣象數據來源于龍游縣氣象局，包含六春湖上站（山頂）、六春湖中站（山腰）和浙源里站（山腳）2020一2023年的氣溫、降水量、風向風速和相對濕度等常規氣象資料。結合龍游站2019—2024年氣候資料，分析六春湖地區的氣候背景。該研究收集杜鵑花物候資料，并參考杜鵑花生育期圖片、游客數據和游客評論等進行印證。

圖1六春湖景區地理位置Fig.1Geographical location of Liuchun Lake scenic area

1.3研究方法運用統計學方法、相關性分析和回歸分析等數學統計手段，篩選影響杜鵑花花期的氣候因子；根據灰色關聯分析法判斷影響花期的主要氣候因子之間發展趨勢的相似程度；采用積溫閾值法統計并預測杜鵑花開放所需的積溫條件。按照《農業氣象觀測規范》木本植物物候期標準對杜鵑花進行物候觀測。開花期分為始期、盛期和末期。以花朵開放多于 10% 為初花期，花朵開放 50%～80% 為盛花期，花朵開放多于 80% 為凋謝期。

2 結果與分析

2.1杜鵑花花期距平與氣象因子相關性分析影響植物物候變化的環境因素以氣溫、光照和水分為主[12]。植物的開花需要一定的低溫來打破花芽的自然休眠，開花前達到一定的積溫才能萌芽開花[13]。植物開花也需要一定時間適宜的光周期處理，即光周期的誘導[14]。一般情況下，光照時間縮短能促進短日照植物開花，而光照時間延長則延遲花期[15]水分對植物花期物候的影響差異明顯，干旱和水分增加都可能提前植物的花期物候。足量的水分會加速生理過程，促進生長發育，從而影響花期物候的時間節點[6]

采用相關性分析篩選影響杜鵑花盛花期的氣象因子。相關的氣象因子主要從上年12月至本年4月的旬平均氣溫、旬平均最高氣溫、旬平均最低氣溫、旬日照時數和旬降水量中進行篩選，篩選出與杜鵑盛花期相關性較高的多項氣象因子。為克服不同氣象因子量綱的差異，將上述氣象資料用公式（1）進行標準化處理。

式中，為年序）為標準化后的氣象因子序列；為原始氣象因子序列；為原始氣象因子序列的平均值；δ為的均方差。

盛花期資料按公式（2）進行距平處理。

式中：，為年序）為盛花期距平序列；為盛花期序列： Z 為盛花期平均值。

植物花期與前期溫度、光照條件、降水等氣象條件密切相關。將六春湖杜鵑花2019—2023年盛花期與上年12月1日至對應年份4月30日的旬氣象因子進行相關性分析。從盛花期距平與標準化氣象因子的相關性（表1）可以看出，氣溫和降水量對杜鵑花盛花期的影響較為明顯。氣溫因子與杜鵑花盛花期有較強的負相關性，其中4月下旬平均氣溫、12月上旬平均最高氣溫、4月下旬平均最高氣溫與盛花期的相關系數分別為和-0.90（ Plt;0.05 。表明氣溫越高，杜鵑花花期越早，即氣溫的升高會使杜鵑花的花期提前。1月下旬降水量與盛花期存在顯著正相關，相關系數為 0.93（Plt;0.05），表明降水量過多會推遲花期的到來。而日照因子未通過顯著性檢驗，表明日照因子對杜鵑花的盛花期影響較小，六春湖山頂的光照充足，能夠滿足杜鵑花開花所需的光照條件，因此對日照因子不敏感。

2.2 灰色關聯度分析

2.2.1不同年型下氣溫的灰色關聯度分析。統計不同年型下的日平均氣溫和旬平均氣溫，分析各年型日平均氣溫和旬平均氣溫的關聯度。針對日平均氣溫，選取5個評價項：2019—2023年日平均溫度（2月1日—4月30日的日平均氣溫數據，統一取89個日平均氣溫樣本數據，每年89個日平均氣溫數據為一個評價項。其中2020和2022年的2月1日—4月30日有90d，剔除掉2月最后1d的數據），以2024年2月1日—4月30日的日平均氣溫為參考值，研究5個評價項與2024年日平均氣溫的關聯度。針對旬平均氣溫，選取5個評價項：2018—2023年旬平均溫度（上年12月上旬—4月下旬的旬平均氣溫數據，取15個旬平均氣溫樣本數據。例如2018年12月上旬—2019年4月下旬的旬平均氣溫，為一個評價項），以2023年12月上旬一2024年4月下旬的旬平均氣溫為參考值，研究5個評價項與2024年旬平均氣溫的關聯度。對2組氣溫數據采用均值化處理，分辨系數p取0.5。灰色關聯度排序結果如表2所示。針對5個日平均氣溫的評價項，2021年日平均氣溫評價最高，關聯度為0.740，其次是2023年日平均氣溫，關聯度為0.736。針對5個旬平均氣溫的評價項，2023年旬平均氣溫評價最高，關聯度為0.715，其次是2020年旬平均氣溫，關聯度為0.675。

Table1Correlationcoeficient betweenanomalyoffull-blossomperiodand standardized meteorological factors

表1盛花期距平與標準化氣象因子間的相關系數表2不同年型下氣溫的灰色關聯度Table 2Grey correlation degree of temperature under different year types

2024年與其他年份的氣溫關聯度系數如圖2所示。從2024年日平均氣溫與其他年份的日平均氣溫的關聯度系數（圖2a）可以看出，2021、2023年與2024年的關聯度系數較高。從2024年旬平均氣溫與其他年份的旬平均氣溫的關聯度系數（圖2b）可以看出，2020、2023年與2024年的關聯度系數較高。綜合表2關聯度排名，認為2023年與2024年的氣溫背景相似。

2.2.2不同年型下降水的灰色關聯度分析。統計不同年型下的日平均降水量和旬平均降水量，分析各年型日平均降水量和旬平均降水量的關聯度。針對日平均降水量，選取5個評價項：2019—2023年日平均降水量（1月21日—4月20日的日平均降水量數據，其中無降雨的樣本數據被自動剔除，日平均降水量有55個樣本數據被成功索引。取55個日平均降水量樣本數據，每年55個日平均降水量數據為一個評價項），以2024年2月1日—4月30日被成功索引的55項日平均降水量為參考值，研究5個評價項與2024年日平均降水量的關聯度。針對旬平均降水量，選取5個評價項：2019—2023年旬平均降水量（上年12月上旬—4月中旬的旬平均降水量數據，取14個旬平均降水量樣本數據。例如2018年12月上旬—2019年4月中旬的旬平均降水量為一個評價項），以2023年12月上旬—2024年4月中旬的旬平均降水量為參考值，研究5個評價項與2024年旬平均降水量的關聯度。對2組降水量數據采用均值化處理，分辨系數取0.5。灰色關聯度排序結果如表3所示。針對5個日平均降水量評價項，日平均降水量的關聯度結果接近，均大于0.8。其中，2020年日平均降水量評價最高，關聯度為0.822，其次是2019年日平均降水量，關聯度為0.821。針對5個旬平均降水量評價項，降水量的關聯度結果接近，均大于0.7。其中，2022年旬平均降水量評價最高，關聯度為0.773，其次是2021年旬平均降水量，關聯度為0.771。

ig.2Corrlationcoeficient betwndailyaverage temperature（a）andten-dayaverage temperature（（b）of2024andother yearty

表3日平均降水量灰色關聯度Table3Greycorrelation degree of dailyaverage rainfall

2024年與其他年份的降水量關聯度系數如圖3所示。從2024年日平均降水量與其他年份的日平均降水量的關聯度系數（圖3a）可以看出，2019、2020年與2024年的關聯度系數較高。從2024年旬平均降水量與其他年份的旬平均降水量的關聯度系數（圖3b）可以看出，2021、2022年與2024年的關聯度系數較高。綜合表3關聯度排名，認為2022年與2024年的降水量背景相似。

2.32024年六春湖杜鵑花花期預報灰色關聯分析結果表

明，影響杜鵑花花期早晚的氣象因子主要是氣溫。其中，4月下旬的氣溫對杜鵑花盛花期有顯著負影響。因此?？紤]積溫條件對盛花期的影響，并統計每年3月1日、4月1日至盛花期的活動積溫。2019一2023年盛花期出現時的活動積溫如表4所示。根據2019—2023年3月1日、4月1日至盛花期的活動積溫，得出杜鵑花盛花期所需積溫的平均值分別為。根據2024年龍游站的氣溫預報，得出穩定通過盛花期所需積溫的日期為4月26日。3月1日—4月26日的活動積溫為月1—26日的活動積溫為

圖32024年與其他年型的日平均降水量（a）和旬平均降水量（b）關聯度系數Fig.3Corelationcoeficient betwndailyaverage rainfall（（a）andten-ayaverage rainfall（b）of2024and other year types

灰色關聯分析結果表明，2021和2023年的氣溫條件與2024年的氣溫條件相似，統計2021、2023年和2024年3月1日—4月26日的活動積溫，結果如表5所示。2024年3月1日—4月26日的活動積溫為月1—26日的活動積溫為471.8℃；與2023和2021年的活動積溫最為接近。

Table4 Full-blossomperiod ofrhododendronandactiveaccumulated temperature

因此根據2024年的氣溫背景和穩定通過杜鵑花開花所需活動積溫的日期，展開2024年杜鵑花花期預測。2024年六春湖杜鵑花盛花期始期預計出現在4月26—29日，盛花期盛期出現在4月30日—5月9日，5月10日以后為盛花期末期。

2.4杜鵑花賞花旅游氣象指數分級標準考慮以當日的天氣現象、日最高氣溫和風力級別作為影響賞花旅游氣象指數的因子，為各要素分別設計適宜度標準[17]，結合杜鵑花所處花期，用于作為評判杜鵑賞花旅游氣象指數等級的依據[18]考慮杜鵑開花期與賞花氣象因子，將杜鵑賞花旅游氣象指數劃分為適宜、較適宜、較不適宜、不適宜4個等級標準（表6），為賞花旅游出行提供參考。