荔波縣油菜開花盛期預報研究

茍楊+唐紅忠+孟添航

摘 要：利用荔波縣氣象站1981-2010年的油菜花期數據和逐日氣溫資料，分析氣溫對油菜花期的影響。結果表明：油菜盛花期與上年12月1日到平均盛花期活動積溫成明顯的負相關關系，活動積溫越大，溫度積累越足，油菜花盛花期越早；反之盛花期越晚；盛花期與上年12月至當年2月逐旬平均、逐旬最高、逐旬最低氣溫因子呈負相關關系。利用SPSS統計軟件，將上年12月至當年2月上旬逐旬平均、逐旬最高、逐旬最低氣溫因子及上年12月1日到平均盛花期的活動積溫作為備選因子進行逐步回歸，建立油菜盛花期預報模型，再利用建立的預報模型進行擬合，發現擬合效果較好。

關鍵詞：油菜；盛花期；預報模型；荔波縣

中圖分類號S565.4 文獻標識碼A 文章編號1007-7731（2014）14-43-03

1 引言

油菜作為荔波縣主要的油料作物之一，種植歷史悠久。近年來，隨著人們生活水平的提高，戶外賞花逐漸成為一種時髦的休閑娛樂方式，各地紛紛舉辦各種花卉觀賞節，荔波縣依托其油菜花資源也開展了豐富多彩的文娛活動。而對于油菜花期的預報則成為賞花的重要基礎工作，是荔波縣氣象部門新開展的一項專業氣象服務?；ㄆ陬A報的方法多種多樣，前人已經做過很多嘗試，如花芽形態測量法[1]、周期分析方法[2]、數學公式法和物候法[3]等，采用最多的是回歸分析方法[4-9]。筆者利用荔波縣油菜觀測資料與同期氣象資料進行分析，找出油菜開花盛期預報方法，旨在為公眾提供精確的油菜盛花期預報。

2 資料與方法

本文資料采用荔波縣農業氣象站1981-2010年共30a的油菜觀測資料，根據油菜花生育期時間及多年平均盛花期日期，選取12月到次年2月的氣象資料。研究方法：首先將油菜盛花期資料做距平處理：[yt=Yt-Y]，式中，yt為盛花期的距平序列（yt＞0表示盛花期晚于常年，yt＜0表示盛花期早于常年），Yt為油菜盛花期序列，Y為1981-2010年平均盛花期（2月26日）。然后運用SPSS統計軟件進行相關分析和逐步回歸分析，建立油菜花盛花期與氣溫的預報模型，最后進行預報檢驗。

3 結果與分析

3.1 油菜盛花期與氣溫的關系

3.1.1 下限溫度的確定 作物生長發育都有最低氣溫，若低于最低氣溫，則作物停止生長，為此需計算油菜生長發育的最低氣溫。利用油菜從抽薹普遍期到開花普遍期的天數（N）與這一時段的平均氣溫（T），以1/N作為發育速率，與N天內的平均氣溫T求得如下的回歸方程y=0.0049x-0.0154；溫度低于下限溫度時，即y=1/N<0時，油菜生長發育停止，代入上式可得T=3.2℃，即為荔波縣油菜生長發育的下限溫度。

表1 荔波油菜從抽薹普遍期到開花普遍期的天數與平均氣溫

[年份&均溫（℃）&天數（d）&1981&10.5&35&1982&10.4&13&1983&8.5&41&1984&9.8&46&1985&10.6&23&1986&9.4&68&1987&11.6&43&1988&9.5&53&1989&9.9&52&1990&9.2&43&1991&9.8&41&1992&8.0&61&1993&8.2&39&1994&8.4&33&1995&9.1&42&1996&9.7&28&1997&8.2&34&1998&6.2&35&1999&12.6&20&2000&9.0&23&2001&9.4&21&2002&10.2&27&2003&9.3&38&2004&10.5&30&2005&9.8&34&2006&9.9&31&2007&14.6&16&2008&9.7&44&2009&13.3&20&2010&10.7&17&]

3.1.2 活動積溫與盛花期的關系 荔波油菜播種時間一般在10～11月，生長關鍵時期是12月到次年2月，因此活動積溫的計算從12月1日到平均盛花期（2月26日）。表2為荔波縣1981-2010年上年12月1日到平均盛花期（2月26日）的活動積溫和盛花期距平。利用SPSS統計軟件求得它們的相關系數為-0.429，通過了0.05的顯著性水平檢驗。為直觀地表明這種負相關關系，作出盛花期距平和該時段（上年12月1日到平均盛花期）的活動積溫關系折線圖（圖1）。從圖1可以看出，油菜盛花期距平與活動積溫成明顯的負相關關系，活動積溫越大，溫度積累越足，油菜花盛花期越早；相反，活動積溫越小，溫度積累不足，不利于萌芽開花，盛花期越晚。

表2 荔波從上年12月1日到平均盛花期的活動積溫和盛花期距平

[年份&盛花期距平（d）&活動積溫（℃）&1981&11&873.5&1982&-44&843.2&1983&5&704.7&1984&16&602.5&1985&-5&775&1986&-6&817.8&1987&-15&1068.8&1988&0&759.1&1989&16&841.3&1990&-9&896.7&1991&2&866&1992&2&756.3&1993&7&813.4&1994&-5&823.9&1995&6&853.3&1996&0&777.4&1997&-6&890.1&1998&-8&851.9&1999&-11&1037&2000&15&785.6&2001&-16&944.2&2002&1&908.2&2003&-10&968.5&2004&36&872.7&2005&16&723.3&2006&3&854.3&2007&6&957.8&2008&13&720&2009&-6&974.9&2010&-12&995.8&]

圖1 荔波從上年12月1日到平均盛花期的活動積溫

和盛花期距平的關系

3.1.3 逐旬氣溫與盛花期的關系 不同時段的氣溫對盛花期的影響不同，所以我們將上年12月到當年2月的逐日氣溫資料變換成逐旬氣溫來進行研究。表3為上年12月至當年2月逐旬平均氣溫、逐旬最高氣溫、逐旬最低氣溫與油菜盛花期距平的單相關系數。從表3可以看到：1月中下旬至2月上旬氣溫對盛花期距平的影響大，其余時段影響較??；盛花期距平與大多數氣溫因子呈負相關，其中與1月中旬平均氣溫、2月上旬最高氣溫負相關水平達到顯著水平（α=0.05），與1月中旬旬最低氣溫、1月下旬平均氣溫及旬最低氣溫負相關達到極顯著水平（α=0.01）。12月上旬和中旬旬平均氣溫與盛花期距平呈弱的正相關，表明12月上旬和中旬的旬平均氣溫越高，盛花期距平越大，盛花期越晚。其原因是油菜在休眠期間需要一定的低溫來解除芽的自然休眠，若該時期內旬平均氣溫高，則抑制了油菜花休眠期需冷量的積累，延遲盛花期。

表3 逐旬平均、最高及最低氣溫與油菜盛花期距平的單相關系數

[逐旬&平均氣溫&最高氣溫&最低氣溫&12月上旬&0.105 &-0.027 &0.069 &12月中旬&0.065 &-0.148 &0.134 &12月下旬&-0.197 &-0.152 &-0.002 &1月上旬&-0.063 &0.057 &-0.035 &1月中旬&-0.375 *&-0.243 &-0.495 **&1月下旬&-0.560 **&-0.502 **&-0.317 &2月上旬&-0.342 &-0.463 *&-0.245 &2月中旬&-0.071 &-0.095 &0.128 &2月下旬&-0.195 &-0.289 &-0.060 &]

注：*為在0.05水平（雙側）上顯著相關、**為在0.01水平（雙側）上顯著相關。

3.2 預報模型

3.2.1 預報因子的選擇 通過上述的分析可知，上年12月至平均盛花期的積溫越大，溫度積累越充足，則盛花期越早，溫度積累越少，則盛花期越晚；從上年12月至當年2月逐旬平均、逐旬最高和逐旬最低氣溫與油菜盛花期距平的單相關系數表可以看出，油菜盛花期距平明顯受到這些氣溫因子的影響，所以我們選擇上年12月至平均盛花期的積溫、上年12月至當年2月上旬的逐旬平均、逐旬最高、逐旬最低氣溫作為備選因子來建立油菜盛花期距平的預報模型。

3.2.2 預報模型的建立 利用SPSS統計軟件對盛花期距平與備選的氣溫因子作逐步回歸，得到如下油菜盛花期距平預報方程：

y=66.003-9.044x1-0.883x2-3.274x3-7.587x4+1.532x5+3.577x6+3.986x7+2.418x8+1.664x9-2.295x10+1.741x11+1.813x12-0.941x13

式中，y為盛花期距平，x1為1月下旬平均氣溫、x2為1月中旬最低氣溫、x3為上年12月中旬最高氣溫、x4為1月上旬平均氣溫、x5為上年12月中旬平均氣溫、x6為1月上旬最低氣溫、x7為1月下旬最低氣溫、x8為1月上旬最高氣溫、x9為1月下旬最高氣溫、x10為2月上旬最低氣溫、x11為2月上旬最高氣溫、x12為12月上旬平均氣溫、x13為1月中旬最高氣溫。

回歸方程的復相關系數R=0.854，F=3.303＞F0.05（13，17），表明回歸效果顯著。

3.2.3 預報模型的檢驗 利用建立的預報模型擬合往年的盛花期距平，將氣溫因子帶入建立的盛花期預報模型，得到往年盛花期的擬合距平。表4為盛花期實際距平與擬合距平的比較，擬合差值為實際距平與擬合距平的差值，零值表示擬合值與實際值完全吻合，正值表示擬合盛花期晚于實際盛花期，負值表示擬合盛花期早于實際盛花期。擬合距平與實際距平的相關系數為0.900，平均絕對誤差為4d，除1982年、2004年和2010年絕對誤差分別為24d、12d和11d外，其余年份均在5d以內，其中有7a誤差在1d內，表明預報模型對油菜盛花期有較好的擬合作用。從荔波縣1981-2010年油菜盛花期距平與擬合距平的折線圖可清楚直觀看出，模型的擬合率較好（圖2）。

表4 油菜盛花期距平、擬合距平及擬合差值（d）

[年份&實際距平&擬合距平&擬合差異&1981&11&13 &2 &1982&-44&-20 &24 &1983&5&1 &-4 &1984&16&16 &0 &1985&-5&-10 &-5 &1986&-6&-6 &0 &1987&-15&-20 &-5 &1988&0&4 &4 &1989&16&15 &-1 &1990&-9&-13 &-4 &1991&2&-2 &-4 &1992&2&-2 &-4 &1993&7&4 &-3 &1994&-5&-4 &1 &1995&6&11 &5 &1996&0&-4 &-4 &1997&-6&-10 &-4 &1998&-8&-5 &3 &1999&-11&-14 &-3 &2000&15&13 &-2 &2001&-16&-13 &3 &2002&1&1 &0 &2003&-10&-7 &3 &2004&36&24 &-12 &2005&16&14 &-2 &2006&3&5 &2 &2007&6&10 &4 &2008&13&12 &-1 &2009&-6&-5 &1 &2010&-12&-23 &-11 &]

圖2 油菜盛花期距平與擬合距平的關系

4 結論與討論

（1）油菜的生長發育需要一定的溫度條件，在溫度低于下限溫度時油菜停止生長發育，完成冬季休眠過程后需要一定的溫度積累才能萌芽開花，故油菜盛花期距平與12月1日到平均盛花期活動積溫成明顯的負相關關系，活動積溫越大，溫度積累越足，油菜花盛花期越早；活動積溫越小，溫度積累不足，盛花期越晚。

（2）不同時段的氣溫對盛花期的影響不同，1月中下旬至2月上旬氣溫對盛花期距平的影響大，其余時段影響較??；盛花期距平與上年12月至當年2月逐旬平均、逐旬最高、逐旬最低氣溫因子中絕大多數呈負相關關系，其中與1月中旬平均氣溫、2月上旬最高氣溫負相關水平達到顯著水平（α=0.05），與1月中旬旬最低氣溫、1月下旬平均氣溫及旬最低氣溫負相關達到極顯著水平（α=0.01）。

（3）油菜盛花期的早晚不僅與氣溫有關，還與日照時數等氣象因子有關。但由于資料的缺乏，本文僅考慮氣溫對盛花期的影響，故建立的模型與實際盛花期有一定的偏差，但偏差不大，擬合度較好，待資料完整后，可加入日照、降水等氣象因子重新建立模型。

參考文獻

[1]張明慶，楊國棟，許曉波.樹木花期預報的花芽形態測量法研究——以大山櫻花期預報為例[J].植物生態學報，2005，29（4）: 610-614.

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[6]張玲，趙黎，張明慶.牡丹的花期預測研究[J].咸陽師范學院學報，2009，24（2）: 77-79.

[7]吳炫柯，段毅強，李家文，等.桂花盛花期預報方法初探[J].安徽農業科學，2007，35（27）: 8482-8484.

[8]云文麗.呼和浩特市紫丁香盛花期預報模式的研究[J].安徽農業科學，2008，36（31）: 13618-13619.

[9]張明慶，蔡霞.北京地區春季主要園林樹木的花期預測研究[J].首都師范大學學報 （自然科學版），2005，2: 019.

（責編：張宏民）

注：*為在0.05水平（雙側）上顯著相關、**為在0.01水平（雙側）上顯著相關。

3.2 預報模型

3.2.1 預報因子的選擇 通過上述的分析可知，上年12月至平均盛花期的積溫越大，溫度積累越充足，則盛花期越早，溫度積累越少，則盛花期越晚；從上年12月至當年2月逐旬平均、逐旬最高和逐旬最低氣溫與油菜盛花期距平的單相關系數表可以看出，油菜盛花期距平明顯受到這些氣溫因子的影響，所以我們選擇上年12月至平均盛花期的積溫、上年12月至當年2月上旬的逐旬平均、逐旬最高、逐旬最低氣溫作為備選因子來建立油菜盛花期距平的預報模型。

3.2.2 預報模型的建立 利用SPSS統計軟件對盛花期距平與備選的氣溫因子作逐步回歸，得到如下油菜盛花期距平預報方程：

y=66.003-9.044x1-0.883x2-3.274x3-7.587x4+1.532x5+3.577x6+3.986x7+2.418x8+1.664x9-2.295x10+1.741x11+1.813x12-0.941x13

式中，y為盛花期距平，x1為1月下旬平均氣溫、x2為1月中旬最低氣溫、x3為上年12月中旬最高氣溫、x4為1月上旬平均氣溫、x5為上年12月中旬平均氣溫、x6為1月上旬最低氣溫、x7為1月下旬最低氣溫、x8為1月上旬最高氣溫、x9為1月下旬最高氣溫、x10為2月上旬最低氣溫、x11為2月上旬最高氣溫、x12為12月上旬平均氣溫、x13為1月中旬最高氣溫。

回歸方程的復相關系數R=0.854，F=3.303＞F0.05（13，17），表明回歸效果顯著。

3.2.3 預報模型的檢驗 利用建立的預報模型擬合往年的盛花期距平，將氣溫因子帶入建立的盛花期預報模型，得到往年盛花期的擬合距平。表4為盛花期實際距平與擬合距平的比較，擬合差值為實際距平與擬合距平的差值，零值表示擬合值與實際值完全吻合，正值表示擬合盛花期晚于實際盛花期，負值表示擬合盛花期早于實際盛花期。擬合距平與實際距平的相關系數為0.900，平均絕對誤差為4d，除1982年、2004年和2010年絕對誤差分別為24d、12d和11d外，其余年份均在5d以內，其中有7a誤差在1d內，表明預報模型對油菜盛花期有較好的擬合作用。從荔波縣1981-2010年油菜盛花期距平與擬合距平的折線圖可清楚直觀看出，模型的擬合率較好（圖2）。

表4 油菜盛花期距平、擬合距平及擬合差值（d）

[年份&實際距平&擬合距平&擬合差異&1981&11&13 &2 &1982&-44&-20 &24 &1983&5&1 &-4 &1984&16&16 &0 &1985&-5&-10 &-5 &1986&-6&-6 &0 &1987&-15&-20 &-5 &1988&0&4 &4 &1989&16&15 &-1 &1990&-9&-13 &-4 &1991&2&-2 &-4 &1992&2&-2 &-4 &1993&7&4 &-3 &1994&-5&-4 &1 &1995&6&11 &5 &1996&0&-4 &-4 &1997&-6&-10 &-4 &1998&-8&-5 &3 &1999&-11&-14 &-3 &2000&15&13 &-2 &2001&-16&-13 &3 &2002&1&1 &0 &2003&-10&-7 &3 &2004&36&24 &-12 &2005&16&14 &-2 &2006&3&5 &2 &2007&6&10 &4 &2008&13&12 &-1 &2009&-6&-5 &1 &2010&-12&-23 &-11 &]

圖2 油菜盛花期距平與擬合距平的關系

4 結論與討論

（1）油菜的生長發育需要一定的溫度條件，在溫度低于下限溫度時油菜停止生長發育，完成冬季休眠過程后需要一定的溫度積累才能萌芽開花，故油菜盛花期距平與12月1日到平均盛花期活動積溫成明顯的負相關關系，活動積溫越大，溫度積累越足，油菜花盛花期越早；活動積溫越小，溫度積累不足，盛花期越晚。

（2）不同時段的氣溫對盛花期的影響不同，1月中下旬至2月上旬氣溫對盛花期距平的影響大，其余時段影響較??；盛花期距平與上年12月至當年2月逐旬平均、逐旬最高、逐旬最低氣溫因子中絕大多數呈負相關關系，其中與1月中旬平均氣溫、2月上旬最高氣溫負相關水平達到顯著水平（α=0.05），與1月中旬旬最低氣溫、1月下旬平均氣溫及旬最低氣溫負相關達到極顯著水平（α=0.01）。

（3）油菜盛花期的早晚不僅與氣溫有關，還與日照時數等氣象因子有關。但由于資料的缺乏，本文僅考慮氣溫對盛花期的影響，故建立的模型與實際盛花期有一定的偏差，但偏差不大，擬合度較好，待資料完整后，可加入日照、降水等氣象因子重新建立模型。

參考文獻

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[6]張玲，趙黎，張明慶.牡丹的花期預測研究[J].咸陽師范學院學報，2009，24（2）: 77-79.

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[8]云文麗.呼和浩特市紫丁香盛花期預報模式的研究[J].安徽農業科學，2008，36（31）: 13618-13619.

[9]張明慶，蔡霞.北京地區春季主要園林樹木的花期預測研究[J].首都師范大學學報 （自然科學版），2005，2: 019.

（責編：張宏民）

注：*為在0.05水平（雙側）上顯著相關、**為在0.01水平（雙側）上顯著相關。

3.2 預報模型

3.2.1 預報因子的選擇 通過上述的分析可知，上年12月至平均盛花期的積溫越大，溫度積累越充足，則盛花期越早，溫度積累越少，則盛花期越晚；從上年12月至當年2月逐旬平均、逐旬最高和逐旬最低氣溫與油菜盛花期距平的單相關系數表可以看出，油菜盛花期距平明顯受到這些氣溫因子的影響，所以我們選擇上年12月至平均盛花期的積溫、上年12月至當年2月上旬的逐旬平均、逐旬最高、逐旬最低氣溫作為備選因子來建立油菜盛花期距平的預報模型。

3.2.2 預報模型的建立 利用SPSS統計軟件對盛花期距平與備選的氣溫因子作逐步回歸，得到如下油菜盛花期距平預報方程：

y=66.003-9.044x1-0.883x2-3.274x3-7.587x4+1.532x5+3.577x6+3.986x7+2.418x8+1.664x9-2.295x10+1.741x11+1.813x12-0.941x13

式中，y為盛花期距平，x1為1月下旬平均氣溫、x2為1月中旬最低氣溫、x3為上年12月中旬最高氣溫、x4為1月上旬平均氣溫、x5為上年12月中旬平均氣溫、x6為1月上旬最低氣溫、x7為1月下旬最低氣溫、x8為1月上旬最高氣溫、x9為1月下旬最高氣溫、x10為2月上旬最低氣溫、x11為2月上旬最高氣溫、x12為12月上旬平均氣溫、x13為1月中旬最高氣溫。

回歸方程的復相關系數R=0.854，F=3.303＞F0.05（13，17），表明回歸效果顯著。

3.2.3 預報模型的檢驗 利用建立的預報模型擬合往年的盛花期距平，將氣溫因子帶入建立的盛花期預報模型，得到往年盛花期的擬合距平。表4為盛花期實際距平與擬合距平的比較，擬合差值為實際距平與擬合距平的差值，零值表示擬合值與實際值完全吻合，正值表示擬合盛花期晚于實際盛花期，負值表示擬合盛花期早于實際盛花期。擬合距平與實際距平的相關系數為0.900，平均絕對誤差為4d，除1982年、2004年和2010年絕對誤差分別為24d、12d和11d外，其余年份均在5d以內，其中有7a誤差在1d內，表明預報模型對油菜盛花期有較好的擬合作用。從荔波縣1981-2010年油菜盛花期距平與擬合距平的折線圖可清楚直觀看出，模型的擬合率較好（圖2）。

表4 油菜盛花期距平、擬合距平及擬合差值（d）

[年份&實際距平&擬合距平&擬合差異&1981&11&13 &2 &1982&-44&-20 &24 &1983&5&1 &-4 &1984&16&16 &0 &1985&-5&-10 &-5 &1986&-6&-6 &0 &1987&-15&-20 &-5 &1988&0&4 &4 &1989&16&15 &-1 &1990&-9&-13 &-4 &1991&2&-2 &-4 &1992&2&-2 &-4 &1993&7&4 &-3 &1994&-5&-4 &1 &1995&6&11 &5 &1996&0&-4 &-4 &1997&-6&-10 &-4 &1998&-8&-5 &3 &1999&-11&-14 &-3 &2000&15&13 &-2 &2001&-16&-13 &3 &2002&1&1 &0 &2003&-10&-7 &3 &2004&36&24 &-12 &2005&16&14 &-2 &2006&3&5 &2 &2007&6&10 &4 &2008&13&12 &-1 &2009&-6&-5 &1 &2010&-12&-23 &-11 &]

圖2 油菜盛花期距平與擬合距平的關系

4 結論與討論

（1）油菜的生長發育需要一定的溫度條件，在溫度低于下限溫度時油菜停止生長發育，完成冬季休眠過程后需要一定的溫度積累才能萌芽開花，故油菜盛花期距平與12月1日到平均盛花期活動積溫成明顯的負相關關系，活動積溫越大，溫度積累越足，油菜花盛花期越早；活動積溫越小，溫度積累不足，盛花期越晚。

（2）不同時段的氣溫對盛花期的影響不同，1月中下旬至2月上旬氣溫對盛花期距平的影響大，其余時段影響較??；盛花期距平與上年12月至當年2月逐旬平均、逐旬最高、逐旬最低氣溫因子中絕大多數呈負相關關系，其中與1月中旬平均氣溫、2月上旬最高氣溫負相關水平達到顯著水平（α=0.05），與1月中旬旬最低氣溫、1月下旬平均氣溫及旬最低氣溫負相關達到極顯著水平（α=0.01）。

（3）油菜盛花期的早晚不僅與氣溫有關，還與日照時數等氣象因子有關。但由于資料的缺乏，本文僅考慮氣溫對盛花期的影響，故建立的模型與實際盛花期有一定的偏差，但偏差不大，擬合度較好，待資料完整后，可加入日照、降水等氣象因子重新建立模型。

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（責編：張宏民）