宋晓新，吾米提·居马太，张国栋，张 琦，沈晓辉*

（1.伊犁州气象局，新疆 伊宁835000；2.乌鲁木齐市气象局，新疆 乌鲁木齐830002）

杏是伊犁主要栽培果树品种之一，杏花在果树花期中开放时间最早，具有较强的观赏性。伊犁新源县吐尔根乡杏花沟，拥有2 000 hm2原始野杏林，现已闻名全国。每年杏花开放时游客如织，对旅游气象尤其是花期专业气象的服务需求日益迫切。

对果树花期的相关研究已有大量的研究成果，主要集中在樱花[1]、桂花[2]、桃树[3]、苹果[4-7]、梨树[8]、柠檬[9]等不同果树，包括利用气象因子[10-11]、树芽生长量[12]、花期天气过程[13-15]、其他果树物候期[16-18]、动物活动习性[19]等进行花期预报，对杏花的花期预报研究具有重要参考价值。由于地理环境差异、果树生长特性的不同，花期预报均具有一定的区域特性。因此，利用1996—2020年的花期观测资料，对新源县杏花开花时间进行预报研究，旨在为新源杏花始花期气象服务提供科学依据。

1 资料与方法

1.1 研究区域概况

新源县位于新疆西北部，天山北麓，伊犁河谷东端，巩乃斯河河谷地带，素有“塞外江南”、“天山湿岛”之称。属大陆性半干旱气候，年均降水量476 mm，年均气温6.0～9.3℃，极端最高气温41.5℃，极端最低气温-34.7℃，年平均日照时数2 693.5 h，无霜期140～180 d，年平均蒸发量1 285.8 mm，冬暖夏凉，山地气候特点明显。

1.2 资料与方法

选取新源县吐尔根乡（83.48°E，43.55°N，海拔998 m）1996—2020年杏花始花期物候观测资料，按《农业气象观测规范》始花期定义为观测植株上有一朵或同时几朵花的花瓣开始完全开放的花朵日期。将始花期转换为日序数（从每年1月1日记为1，1月2日记为2，……以此类推），得到每年的始花期序列。

杏花花期资料处理按公式Δt=Yt-Y进行距平处理，其中Δt为始花期距平序列，正值为始花期晚于常年，负值为始花期早于常年，Yt为杏花始花期序列，Y为1996—2017年的平均始花期。

采用新源县1996—2020年气象资料，包括旬和月的气温（平均气温、最高气温、最低气温）、相对湿度、日照时数、降水、地温等，考虑到因子交互作用，引入了温湿比（相对湿度和温度之比）和温雨（降水量和温度之比）比[21]，统计分析杏花花期与气象要素的相关性，采用逐步回归方法建立了杏花始花期预报方程，并进行检验及预测。其中1996—2017年数据用于始花期的模型建立，2018—2020年数据用于模型效果检验。采用DPS（V18.1）、Excel进行数据处理、分析及绘图。

2 结果与分析

2.1 杏花始花期年际变化分析

自1996年以来，2001和2016年杏花开花最早，3月24日开花；1996年开花最晚，4月22日开花，最早与最迟相差28 d。

1996—2017年平均始花期为4月5日（表1）。如果以平均日期前后3 d为正常开花日统计[1]，正常开花的年份有10 a。偏早年有2001、2002、2006、2008、2016年共5 a；偏迟年有1996、1998、2003、2010、2011、2012、2017年共7 a。

表1 吐尔根乡杏花花期观测资料

1996—2007年始花期日序数呈减少趋势（图1），倾向率为每10 a减少1.99 d（r=0.19，p=0.4），共减少4.38 d，即提前约4 d。

图1 新源杏花始花期年际变化

2.2 气象条件对始花期的影响分析

从表2可以看出，杏花的始花期与气温、相对湿度、日照、降水、地温、温湿比等气象因子密切相关，单因子相关系数绝对值在0.50以上。

表2 杏花始花期与气象因子相关关系

2.2.1气温对始花期的影响

始花期距平与3月各旬和月的平均气温、平均最高气温、平均最低气温有明显的相关性（图2）。1—3月各旬的气温因子与始花期距平的相关系数变化趋势基本一致，始花期距平与1月下旬和2月上旬平均气温、平均最高气温、平均最低气温呈正相关，但相关不显著。始花期距平与3月各旬的平均气温、平均最高气温、平均最低气温呈极显著负相关（P<0.01），气温越高，开花越偏早。

图2 杏花始花期与气温的相关性分析

2.2.2相对湿度对始花期的影响

从杏花始花期距平与相对湿度的相关分析看（图3），3月上旬和下旬及3月的杏花始花期距平与相对湿度呈极显著正相关（P<0.01），相对湿度越大花期越延迟。

图3 杏花始花期与平均相对湿度的相关性分析

2.2.3日照对始花期的影响

杏花始花期距平与3月上旬日照时数极显著负相关（P<0.01），其余时段的日照时数相关但差异不显著（图4）。主要原因可能是花芽先于叶芽萌发，而植物主要通过叶片进行光合作用，花期前日照影响较小。

图4 杏花始花期与日照时数的相关性分析

2.2.4降水量对始花期的影响

1月中旬、4月上旬和4月中旬的降水与始花期呈显著负相关（P<0.05），降水越多，花期越晚，其余时期的降水对始花期有明显影响，但相关性均未达到显著水平。

2.2.5地温对始花期的影响

由图5可知，始花期距平与3月各旬平均地温、平均最高地温以及3月中下旬的平均最低地温呈显著负相关（P<0.05），地温的升高有利于花期提早。

图5 杏花始花期与地温的相关分析

2.2.6特早和特迟年的异常气候

通过对新源县杏花开花特早年（2016年）的气候分析发现，1—3月平均气温偏高，2月中下旬日照偏多，3月下旬降水偏少，有利于杏花始花期偏早。通过对新源县杏花特迟年（1996年）的气候分析发现，1—4月平均气温偏低，3—4月日照偏少，3—4月降水偏多，花期推迟。

2.3 杏花始花期预报模式的建立

2.3.1花期预测预报因子的选择

杏花始花期平均在4月5日，需要提前10～20 d进行始花期预报，因此选用1—3月气温、地温、相对湿度、日照作为拟选因子进行建模。其中3月各旬和3月平均气温、平均地温、平均最高温度、平均最高地温、平均最低温度，以及3月中下旬平均最低地温与杏花始花期距平呈显著负相关（P<0.05），说明始花期前温度的积累对杏花开花早晚影响显著。而3月上下旬、3月的相对湿度与杏花始花期呈显著正相关（P<0.05），3月上旬日照与始花期呈显著负相关（P<0.05）。

2.3.2花期预测模型的建立

利用DPS（V18.1）统计分析软件对杏花始花期日序数与备选因子进行逐步回归，得到杏花花期预报方程：

其中，Y表示花期日序数，X1为3月上旬日照，X2为0℃积温，X3为3月平均气温。R=0.935 5，F=42.036 6＞F（3，18）0.01，P=0，杏花花期模型成立。

表3为杏花始花期预报的回归方差分析，由表3可知，显著性概率为0，回归系数不为0，即方程有效。

表3 杏花始花期预报的回归方差分析

2.3.3花期预测模型的检验

利用建立的杏花始花期模型，对1996—2017年吐尔根乡杏花始花期进行拟合回代检验（图6）。结果表明，始花期预报值与实际值相差1～2 d的准确率达到72.7%，相差3 d的准确率为27.2%。

图6 杏花始花期预报值与实际值差异分析

2.3.4杏花始花期2018—2020年服务试报

对2018年新源吐尔根乡杏花始花期进行预报检验，2018—2020年始花期预报值分别为3月28日、3月30日、4月2日，与实际相差分别为2、3、1 d，预报值基本吻合，该模型具有较高的精度。

3 结论

（1）通过新源县1996—2017年气象资料分析，得到新源县杏花始花期平均出现在4月5日，最早出现在3月24日，最迟出现在4月22日，早晚相差28 d。

（2）杏花开花期受到前期气温、相对湿度、日照、降水、地温等气象条件的影响，其中3月各旬和3月平均气温、平均地温、平均最高气温、平均最高地温、平均最低气温，以及3月中下旬平均最低地温与杏花始花期距平呈显著负相关（P<0.05）。而3月上下旬、3月的相对湿度与杏花始花期呈显著正相关（P<0.05），3月上旬日照与始花期呈显著负相关（P<0.05）。

（3）选择关键影响因子建立了杏花始花期预报模型，1996—2017年的回代检验中始花期预报值与实际值相差1～2 d的准确率达到63.6%，相差3 d的准确率为27.2%；2018—2020年的试报服务预测值与实际值相差分别为2、3、1 d，模型预报效果较好。

4 讨论

已有研究成果表明，地面温度、湿度、降水、日照对桂花开花期都有明显影响[2]。对黄桃始花期的影响，以温度因子影响大、日照因子影响次之，降水因子及其他气象因子影响较小[3]。影响香梨盛花期的优势相关气象因子是3月平均最高气温、4月至始花期平均气温与4月至始花期合计日照时数，同样是温度、日照因子影响大，降水因子影响较小；同时越冬期温度水平高，光照充足，梨树始花期就偏早，反之始花期就偏晚[8，17]。时积温、相对日积温更能体现其与桃树、柠檬花期的内在关系[9，18]，阿克苏地区杏树的开花盛期与气温稳定通过3℃或5℃初日均呈较为显著的正相关，但与3℃初日的相关性更好[11]。而樱花花期则是上年12月到当年3月各月平均气温与始花期均呈负相关，其中2月、冬季平均气温达极显著，是始花期显著提前的主要原因；2月、冬季平均气温每升高1℃，樱花始花期分别提前1.66和2.86 d。

积温预报法和气象因子回归预报法是当前用于花期预报的主要方法。本研究对新源杏花花期的预报研究结果表明，始花期前的气温、相对湿度、日照、降水、地温等对始花期有明显影响，与桂花、黄桃、香梨等大部分研究结果基本一致，与樱花花期、苹果花期、阿克苏地区杏花影响因子略有不同，可能是因为杏花花期气象条件分析中未考虑冬季气温、初日、开春期等的影响。

除气象因子外，杏花的开花期还受生长环境、栽培管理等其他条件的影响。本研究只选择了气温、日照、相对湿度等气象要素，其他因子如冬季气温、开春日期等相关因素的影响，还有待于进一步研究。