刘海蓉，冯贝贝，张振军，梅 闯，吴 芳，闫 鹏*

（1.阿克苏地区气象局，新疆 阿克苏 843000；2.新疆农业科学院园艺作物研究所，新疆 乌鲁木齐 830091；3.阿克苏地区林业技术推广中心，新疆 阿克苏 843000）

阿克苏地区地处塔克拉玛干沙漠边缘，属温带大陆性干旱气候，是富士苹果主产区，其中红旗坡具备独特的地域优势和气候资源，所产的“冰糖心”苹果闻名遐迩。近年来，在全球气候不断变暖的背景下，苹果花期呈逐年提前趋势，花期遭遇灾害天气的几率也随之加大，给苹果产业发展增加了更多风险[1]。阿克苏苹果花期常见气象灾害有大风浮尘、高温热害、晚霜冻害等，花期预报是指导农业生产、防灾减灾的重要依据，果农可以根据花期预报提前采取果园灌水、喷施激素或树干涂白等措施调整花期，避开或减轻不利天气的影响，确保苹果的产量和品质[2]。

目前，对果树花期已有大量的研究成果，主要是桂花[3]、桃花[4]、梨花[5]、柠檬花[6]、杏花[7]等，利用气象因子[8-10]、花期天气过程[11-14]、其他果树物候期[15-17]等预报花期，对苹果花期预报研究均有重要参考价值。由于地理环境差异、果树生长特性不同，花期预报研究具有一定的区域性。在气候变暖大背景下，阿克苏地区的苹果花期也表现出不同程度的提前，因而花期果园管理也面临着更大的挑战。利用2000—2022年阿克苏苹果始花期物候资料和同期气象数据，对苹果始花期预报进行研究，构建始花期预报模型，旨在更准确地预测阿克苏苹果始花期和花期，为防灾减灾提供科学依据。

1 资料与方法

2000—2022年气象数据来自阿克苏地区气象局，同期苹果始花期资料来自阿克苏市一杆旗乡常规管理苹果园观测数据。苹果园距离阿克苏地区气象局300 m，采用气象数据分析该果园苹果花期具有一定代表性。

2 数据处理

将始花期转换为日序数（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。

苹果始花期距平为当年值与历年平均值的差值，其中正值为始花期晚于常年，负值为始花期早于常年。

采用阿克苏市2000—2022年气象资料，包括旬月气温（平均气温、最高气温、最低气温）、相对湿度、日照和截至3月≥0、3、5、10℃有效积温等，统计分析苹果花期与气象要素的相关性，采用逐步回归法建立苹果始花期预测模型，并进行检验及预测。其中2000—2019年数据用于始花期模型建立，2020—2022年数据用于模型效果检验。采用SPSS22、Excel进行数据处理、分析及绘图。

3 结果与分析

3.1 苹果始花期年际变化分析

2000年以来，2013和2018年苹果开花最早，出现在4月4日；2011年始花期最晚，为4月18日，最早与最晚相差14 d（图1）。

2000—2019年平均始花期为4月11日，基于平均始花期偏早年份有2005—2009、2013—2019年共12 a，偏晚有2000—2004、2010—2012年共8 a。

2000—2013年始花期日序数呈减少趋势，即始花期提前，2013年以后始花期均偏早（图1），倾向率为每10 a减少4.47 d，共减少8.9 d，即提前约9 d。

图1 阿克苏苹果始花期年际变化

3.2 气象条件对始花期的影响分析

苹果始花期与气温、相对湿度、日照、积温等关系密切（表1），其中各界限温度有效积温因子均达到显著水平。

表1 苹果始花期与气象因子相关性

3.2.1 气温对始花期的影响

始花期与3月各旬和3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月各旬气温因子与始花期的相关系数变化趋势基本一致，始花期与1月上旬和2月上、中旬平均气温呈正相关，但不显著。始花期与3月上、下旬平均气温和旬平均最高气温及3月下旬平均最低气温、3月旬平均气温、旬最高气温、旬最低气温均呈极显著负相关（P＜0.01），气温越高，开花越早。

图2 阿克苏苹果始花期与气温的相关性分析

3.2.2 相对湿度对始花期的影响

由图3可知，3月上旬、下旬和3月苹果始花期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 阿克苏苹果始花期与平均相对湿度的相关性分析

3.2.3 日照时数对始花期的影响

苹果始花期与3月下旬和3月日照时数呈显著负相关（P＜0.05），其余时段差异不显著（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，花期前日照影响不大。

图4 阿克苏苹果始花期与日照时数的相关性分析

3.2.4 各界限温度有效积温与始花期分析

≥0、3、5、10℃有效积温均与始花期呈极显著负相关（P＜0.01），花前积温越高，开花期提前越明显（图5）。

图5 阿克苏苹果始花期与各界限温度有效积温相关性分析

3.3 苹果始花期预报模型的建立

将表1影响苹果花期的气象因子分为平均气温、最高气温、最低气温、相对湿度、日照时数、有效积温等6类，选取各类因子相关系数绝对值最大的因子建立预报模型。分别为3月平均气温、3月平均最高气温、3月下旬最低气温、3月相对湿度、3月下旬日照时数、≥5℃有效积温。

由表2可知，各因子之间存在很强的共线性，有信息重叠，可通过因子的主成分分析[17]，构建成一个综合的因子。利用SPSS22统计分析软件，对选取的6个因子进行主成分分析，聚合成一个综合自变量因子，建立回归模型：

表2 各气象因子之间相关系数

式中，Y表示始花期日序数，x为6个因子通过主成分分析提取的综合因子。

表3为苹果始花期预报模型的回归方差分析，其中df为自由度。差异性检验值Sig为0.000，小于显著性水平0.01，说明因子差异显著；方程F显著性统计量的P值为0，小于显著性水平0.01，说明回归方程回归效果显著，回归系数不为0，即方程有效。

表3 苹果始花期预报回归方差

3.4 花期预测模型的检验

利用花期预报模型对2000—2019年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0～2 d的准确率达到80%，相差3 d的准确率为15%，其中2016和2018年的误差为0 d；绝对误差为1 d的有9 a，误差为2 d的有5 a。

图6 2000—2019年苹果始花期预报值与实测值差异

3.5 苹果花期试报检验

对2020—2022年阿克苏市苹果始花期预报模型进行试报检验，2020—2022年苹果始花期预测分别为4月8日、4月10日和4月10日，与实际相差分别为0、-2、-1 d，预报值基本吻合，该模型具有较高的精度。

4 讨论

苹果树春季萌芽、开花和坐果与早春气象条件关系密切。已有研究成果表明，植物的花期会随着年平均温度的上升而提前，每上升3～5℃，花期提前2周[1]。开花期是果树生长发育过程中一个非常关键的物候期，开花早晚、长短、集中程度都对果树生产有重要影响[19]。花期与春季温度间存在显著负相关。湿度、降水、日照等因子对桂花花期都有明显影响[3]。对黄桃始花期的影响，温度因子影响大、日照因子影响次之，降水及其他气象因子影响较小[4]。影响香梨盛花期的显著气象因子是3月平均最高气温、4月—始花期日照时数等，同样是温度、日照因子影响大，降水因子影响小；同时越冬期温度高，光照充足，梨树始花期偏早，反之始花期偏晚[5，15]，使积温更能体现其与桃花、柠檬花期的内在关系[6，17]。泾川县苹果开花提前或推迟与3月—4月上旬≥0℃积温、3月下旬—4月上旬平均最高气温有很大的关系[20]。运用苹果梨开花期日序数与1—4月旬均温、降水、日照时数、20和40 cm的地温拟合出苹果梨始花期预报模型[21]；稳定通过3、10℃日期和积温比较适合预报洛川县和安塞区苹果花期[22]。

积温和气象因子回归预报法是当前用于花期预报的主要方法。本研究对阿克苏苹果花期的预报研究表明，始花期前的气温、相对湿度、日照、积温等对始花期有明显影响，与桂花、黄桃、香梨、杏花等大部分研究结果基本一致；苹果花期还可能与冬季气温、界限温度初日、开春期等因素有关。

除气象因子外，苹果开花期还受生长环境、栽培管理、地理位置等其他条件的影响。本研究只选择了气温、日照、相对湿度、积温等气象要素，其他因子如冬季气温、界限温度初日、开春期等相关因素的影响，有待于进一步研究。

5 结论

（1）通过阿克苏地区2000—2019年气象资料分析，苹果始花期平均为4月11日，最早出现在4月4日，最晚为4月18日，最早和最晚相差14 d；始花期年代际变化趋势呈提前趋势，20 a提前约9 d。

（2）开花前气温、相对湿度、积温等气象因子对苹果始花期存在影响。3月、3月各旬的平均气温、平均最高气温、平均最低气温与苹果始花期呈显著负相关（P＜0.05），3月、3月各旬的相对湿度与苹果始花期呈显著正相关（P＜0.05），3月≥0、3、5、10℃有效积温均与苹果始花期呈显著负相关（P＜0.05），气温越高、相对湿度越低、积温越高，苹果始花期越早。

（3）选择关键影响因子建立苹果始花期预测模型，2000—2019年的回代检验中始花期预报值与实际值相差0～2 d的准确率达到80%，相差3 d的准确率为15%；2020—2022年试报检验预报值与实际值分别相差0、-2和-1 d，模型预报效果较好。