钟有萍 何历洪 陈超 杨传东 李习瑾 胡萍

摘   要   利用2012—2019年梵净山景区附近的江口、松桃、印江3站地面气象观测资料和珙桐花期观测，分析近8年珙桐始花期与前期气温的相关性，选取关键影响因子，建立梵净山珙桐始花期预报模型。结果表明，梵净山珙桐始花与前期2—4月各旬、月平均气温呈负相关或显著负相关;利用逐步回归分析法建立了珙桐始花期的预报模型，通过回代检验，预测模型效果较好。

关键词   梵净山;珙桐;气温因子;始花期;预报模型

中图分类号：S687   文献标志码：A    DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.31.022

珙桐又名“中国鸽子花树”。珙桐以其苞奇特美闻名于世，春季盛花时，珙桐树含芳吐艳，满树似白鸽群聚，为世界著名观赏树种，国内外学者誉为“中国鸽子花树”，是植物宝库中的一颗明珠。珙桐是世界上濒于灭绝的、非常珍贵的、我国独有的单型属植物，是一种起源古老，第三纪古热带植物区系的孑遗种[1]，在第四纪冰川时期，大部分地区的珙桐相继灭绝，只有在中国南方的一些地区幸存下来，成为了植物界今天的“活化石”，有“植物活化石”之称。对研究地质演变、气候变迁有重要意义。由于它具有极高的观赏价值以及非常罕见等特点，被我国列为国家一级重点保护树种。在我国湖北、湖南、四川、云南、贵州、陕西、甘肃等7省区均有零星分布[2-3]。梵净山是全世界珙桐分布最为集中的地区之一，也是国内外较为重要的种源地。在梵净山浩瀚的林海里，共有珙桐树11个片区，总面积达80 hm2[4]。

开花期是珙桐一年中最关键的物候期，花期20～25 d。随着各地旅游业发展，近年来，一些科研工作者對各种植物开花期与气象条件的关系研究较多[5-10]，并取得一些成果，为游客提高各种花期最佳观赏时间。万汉芸等用冬季到2月的逐月和逐旬温度、降水、日照时数等6个因子进行逐步回归筛选出3个因子，建立杜鹃花花期预报模型[8];李晓川等选用气温≥10 ℃初日、开春期、前冬平均气温等因子，利用最小二乘法回归分析建立了库尔勒香梨始花期预测模型[9];张秀英等用花前2～3旬的平均旬积温和平均最高旬积温通过回归分析建立桃花花期预报模式[10]。但对珙桐花期的预报却少见。珙桐花期是梵净山重要旅游景观之一，花期的早晚直接影响观赏的效果。为此，准确及时地进行珙桐花期预报具有重要的实际意义。为了更好地服务当地旅游业，利用梵净山景区周边江口、松桃、印江3站气象观测资料，选取相关因子，采用逐步回归方法建立梵净山珙桐花期预报模型。

1 资料与方法

1.1 资料来源

珙桐树主要分布在梵净山区域南线江口县的黑湾河、铜矿厂;北线松桃县的阳雀坳、芙蓉坝、乌罗镇，以及西线印江的金盏坪、沙湾、护国寺、木黄镇、紫薇镇等区域，对珙桐观测仅有8年。由于乡镇区域站点资料年限短，本研究选取的气象资料为距梵净山珙桐树林区最近的江口、松桃、印江3个国家气象观测站资料。以下研究所用资料为3站2012—2019年的2月上旬至4月下旬各旬、月平均气温，日最高、最低气温，≥10℃积温等气象因子，以及2012—2019年珙桐花期的资料。

1.2 研究方法

目前，珙桐花期只有8年资料，将各年始花出现日期转化成距4月1日的实际天数，得到始花期的时间序列。采用相关分析法分析始花期与2月上旬至4月下旬各旬、月平均气温，日最高、最低气温，≥10 ℃积温等气象因子的相关性，找出影响始花期的关键气象因子;采用线性回归方法建立始花期预测模型。

2 梵净山景区珙桐始花期关键气象因子相关性分析结果

2.1 珙桐树的生长环境

贵州省梵净山地区气候常年温凉湿润，在梵净山国家级自然保护区内，阴凉、多雨、云雾缭绕的环境为梵净山的珙桐生存提供良好的水分条件[1]。珙桐树在梵净山多生长在深沟峡谷两侧，距沟底水平不超过200 m，有的甚至分布于沟底，虽经山水冲刷，根部裸露，但它仍能将其根系穿越岩石缝隙正常生长。在生长区因温凉、潮湿、降雨量大、常有云雾笼罩等条件而长期保存下来。珙桐每日承受日照大约比同纬度地区其他植物要短2 h左右。所以珙桐林均分布于梵净山的常绿、落叶阔叶混交林带，上限为海拔1 800 m，下限为海拔1 000 m，较为集中区海拔为

1 300～1 400 m地带。

2.2 珙桐树花期特征

珙桐的花期为20～25 d，开花季节一般在清明后10 d至谷雨后10 d。清明后气温稳定和逐步升高，珙桐需5 d左右开始绽开，花瓣边开边长大。图1为2012—2019年珙桐始花期日序数逐年变化与线性趋势分析结果（图中实线）。由图1可见，梵净山景区珙桐树始花期大部分年份在4月14—16日，不同年份间差异不大，最早为4月12日（2018年），最晚为4月17日（2012年），最早与最晚年相差5 d。海拔较高的区域晚2～4 d。从其线性变化趋势线可以看出，梵净山珙桐始花期有逐年提前的趋势，其线性倾向率为-3.09 d/10年，即减少速率为每年减少0.309 d。

2.3 梵净山景区珙桐开花期与前期温度的关系

梵净山珙桐分布的南线、北线、西线景区分别在江口、松桃、印江3县境内，选用江口、松桃、印江3站的气象资料作相关分析，始花期为景区的平均始花期。对2012—2019年梵净山周边2月上旬—4月下旬各旬、月平均气温，平均最高气温与珙桐树始花期进行了相关性分析（见表1），结果表明，珙桐树的始花期与江口站、松桃站、印江站3站的3月平均最高气温、3月平均气温、3月上旬至4月上旬平均气温、2月中旬至4月上旬平均气温等相关性较高，江口站相关系数分别为-0.819、-0.759、-0.633、-0.621，松桃站相关系数分别为-0.819、-0.785、-0.771、-0.719，印江站相关系数分别为-0.748、-0.722、-0.584、-0.689，均通过了

α = 0.10水平的显著性检验，由此可见，2—4月的气温因子与珙桐始花期呈显著的负相关，即上述因子值越大，始花期越早。由此可见，影响珙桐花期的气象因子主要是温度，关键时段是3月上旬—4月上旬，温度高，始花期提前，反之温度低，始花期则推迟。

2.4 梵净山景区杜珙桐始花期与前期活动积温的关系

活动积温指大于或等于下限温度的日平均温度的综合。统计2—4月中旬气温稳定通过10 ℃的积温，结果表明，当年2—4月中旬气温稳定通过10 ℃以后的积温与珙桐始花期序列的相关系数江口、松桃、印江分别为-0.519、-0.699、-0.501。虽然每年珙桐始花期不相同，但前期所需的积温平均在480 ℃左右。由此可见，珙桐始花期与2—4月中旬气温稳定通过10 ℃积温的相关系数较好，適宜选作珙桐始花期的下限温度。

3 梵净山珙桐始花期物候预测模型的建立

3.1 因子的确定

对江口、松桃、印江3站的气象资料作相关分析，江口与松桃、江口与印江、松桃与江口站相关系数分别为-0.959 3、-0.966、-0.973，因此仅选用江口站资料建立珙桐始花期预报模型。表2为选取的前期2月中旬至4月中旬各旬、月平均气温因子及与珙桐始花期的相关系数，其中，3—4月的气温因子与珙桐始花期的相关性较好。用这8个因子作为候选因子，利用逐步回归方法建立珙桐树始花期预报方程。

3.2 预测模型的构建

逐步回归的基本思想是将变量逐个引入模型，每引入一个解释变量后都要进行F检验，并对已经选入的解释变量逐个进行t检验，当原来引入的解释变量由于后面解释变量的引入变得不再显著时，则将其删除。以确保每次引入新的变量之前回归方程中只包含显著性变量。这是一个反复的过程，直到既没有显著的解释变量选入回归方程，也没有不显著的解释变量从回归方程中剔除为止。以保证最后所得到的解释变量集是最优、最简单的[11]。

根据梵净山珙桐树始花期2012—2017年资料和江口站2月中旬至4月中旬的8个旬、月平均气温因子，将各年始花出现日期转化成日序数，得到始花期的时间序列，采用逐步回归方法建立珙桐树始花期预报方程为：

Y=28.355-1.083 7x1-0.242 9x2+0.349 2x3              （1）

式（1）中，Y为珙桐始花期日序数，日期序数转化为距离4月1日的始花日期，即：y=1，2，3，......，30，对应为4月1日，4月2日，4月3日......，4月30日，其余类推。x1为3月平均气温，x2为4月上旬平均气温，x3为2月上旬至4月中旬平均气温。上述方程经过判别效果显著性检验，在α=0.05的信度。

3.3 预测模型的验证及订正

3.3.1 回代检验

用2012—2017年气象数据回代检验当年珙桐树始花期（表3） ，用预报值与观测数据进行对比以验证模型的精度。结果表明，预报始花期与实际出现日期在同一天的准确率达33.3%，相差1 d的准确率达66.7%，预测模型效果较好。

3.3.2 预报检验

对2018、2019年梵净山珙桐树始花期进行预报检验，结果表明（表4） ，模型能大致预测出当年珙桐树始花期出现的时间，预报误差为-1.6 d、-1.2 d。由此可见，该方程对珙桐始花期的预报效果较好。

4 结论与讨论

1）梵净山珙桐始花期有逐年提前的趋势;影响珙桐花期的气象因子主要是温度，关键时间段为3月上旬至4月中旬，珙桐始花期与3—4月的旬、月气温的相关系数较好，温度高，花期提前。反之温度低，花期推迟。

2）进行珙桐树始花期预报时，只要把3月平均气温，4月上旬平均气温，2月上旬至4月中旬平均气温，代入回归方程Y=28.355-1.083 7x1-0.242 9x2+0.349 2x3，求出Y值，即可测算出珙桐始花期。

3）由于区域站资料年代短，珙桐始花期预报模型的建立是用江口站的资料，且着眼于开花前期2—4月气象因子的相关度，而没有考虑冬季气候等许多气候变化的作用，有待今后进一步研究完善。

参考文献：

[1] 刘莹，吴沿友，沈志君，等.氢同位素组成及光合特征对梵净山珙桐水源的解析[J].地球与环境，2014，42（6）：726-732.

[2] 张清华，郭泉水，徐德应.气候变化对我国珍稀濒危树种——珙桐地理分布的影响研究[J].林业科学，2000，36（2）：47-52.

[3] 星训儒，谭建锡.星斗山自然保护区珙桐种群结构特征研究[J].湖北民族学院学报（自然科学版），1999，1（1）：12-15.

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[8] 万汉芸，王丽媛，等.贵州百里杜鹃景区杜鹃花花期预报方法分析[J].北京农业，2013（33）：141-142.

[9] 李晓川，陶辉，张仕明，等.气候变化对库尔勒香梨始花期的影响及其预测模型[J].中国农业气象，2012，33（1）：119-123.

[10] 张秀英，胡东燕.桃花花期预报的探讨[J].北京林业大学学报，1995，17（4）：88-93.

[11] 施能.气象统计预报[M].北京：气象出版社，2009.

（责任编辑：敬廷桃）