喀什地區杏樹開花始期與氣象因子的相關性及預報方法研究

克日木·阿巴司，努爾帕提曼·買買提熱依木，孟凡雪，帕提曼·阿布都艾尼，張 琴

（新疆維吾爾自治區喀什地區氣象局，新疆 喀什 844000）

0 引言

杏(Prunus armeniaca)是薔薇科(Rosaceae)杏屬(Prunus)果樹，在國內大多數省區都有種植，新疆是杏樹的起源地之一[1]，已有1600多年的栽培歷史[2]，是重要杏產區[3]。2019年新疆杏的種植面積近15萬hm2，主栽品種有賽買提杏、黑葉杏、白油杏、明星杏、胡安娜、克孜郎、小白杏、庫買提、阿克西米西等[4]。新疆各地均種有杏樹，其中喀什地區種植面積第一，喀什地區杏品種以賽買提系列為主，主要分布于英吉沙、葉城、莎車、麥蓋提、巴楚，喀什市，疏附、疏勒等縣（市）。在喀什地區，杏樹已成為發展農村經濟的主要果樹之一，除了杏的產品價值，杏花已成為特色旅游項目，杏花節也成為助力農民增收的新途徑。杏是春季開花較早的樹種之一，春季杏花開放會吸引大量的游客來觀賞。隨著旅游業的蓬勃發展，花期預報也日益受到人們的關注。杏花節旅游活動的成功舉行依賴于實際的開花時間，準確的預測觀賞植物的開花期可為公眾的出游安排提供指導。

開花是個復雜的生理現象，受多種氣象要素的影響[5-6]，花期的早晚直接影響果樹生產和花期觀賞的效果[7-8]。果樹的花期預報在國外早已引起研究工作者的重視，目前很多國家都根據各地花期和氣象條件之間的定量關系做出了花期預報模型，及時對花期進行預報。如日本氣象廳把果樹花期的預報作為一項正常農業氣象服務項目，每到花期一定時期進行全國性的花期預報[9]。國內對于植物花期與氣候關系分析及花期預報已有許多報道[10-11]，從20世紀80年代開始對果樹花期進行研究，研究證明，在全球氣候變暖的大背景下，氣候變化已通過改變植物花期對賞花旅游產生了影響[12-13]。

在全球變暖背景下，過去50多年新疆氣候總體呈顯著變暖趨勢[14-15]，隨著氣候變暖，導致穩定通過≥0℃積溫增多[16]。有研究表明，氣候變暖，使開春期提早，積溫增多，植物春季物候提前[17-18]。筆者利用杏樹始花期資料和地面氣象觀測資料，對影響喀什地區杏樹始花期的氣象因子進行分析，并對杏花節氣象預報方法進行研究，以期為喀什地區杏樹始花期氣象預報服務提供參考，對及時準確地進行杏花花期預報將具有實際應用的意義和價值。

1 研究區概況

喀什地處新疆維吾爾自治區西南部[19]，東經71°39′—79°52′、北緯35°28′—40°16′之間[20-21]，東臨塔克拉瑪干大沙漠，東北與阿克蘇地區的柯坪縣、阿瓦提縣相連，南依喀喇昆侖山，與西藏阿里地區為鄰，西靠帕米爾高原，西北與克孜勒蘇柯爾克孜自治州的阿圖什市、烏恰縣和阿克陶縣相連，東南與和田地區的皮山縣相連。喀什地區西、南、北三面環山[22]，東面朝塔里木盆地開口地勢[23]，由西南向東北傾斜，屬溫帶大陸性干旱氣候[24-25]。

2 資料來源及研究方法

2.1 資料來源

選取新疆喀什地區偏北代表站喀什國家基準氣候站（75°45′E，39°29′N，海拔1385.6 m）、偏南代表站葉城國家一般氣象站（77°24′E，37°55′N，海拔1360.4m）、莎車國家基本氣象站（77°16′E，38°26′N，海拔1231.2 m）、偏東代表站巴楚國家基本氣象站（78°34′E，39°48′N，海拔1117.5 m）、麥蓋提國家基本氣象站（77°38′E，38°55′N，海拔1117.5 m）等5個氣象站從1984—2019年的逐日平均氣溫、最低氣溫、降水量、日照時數等氣象資料和同期杏樹歷年花芽膨大、花芽開放、開花始期的物候資料，對喀什地區近36年氣候資料以及杏樹從花芽膨大期至開花始期的氣象資料與物候期的變化特征進行分析，探討喀什地區近期氣候變化對杏樹開花始期的影響。

2.2 研究方法

數據處理及分析在Microsoft Office Excel 2003的支持下進行。利用氣候傾向率和氣候趨勢系數方法將喀什地區杏樹開花始期與氣象因子進行相關分析，找出對開花始期影響顯著的因素，并通過相關分析和線性回歸方法評價氣象因子對杏樹開花始期的影響。

3 結果與分析

3.1 喀什地區杏樹花芽膨大、花芽開放以及開花始期變化特征

近36年來，喀什地區杏樹花芽膨大期為2月5日—4月1日，平均日期為3月6日，其中麥蓋提縣杏樹花芽膨大平均日期較早，為3月1日，喀什市杏花芽膨大平均日期較晚，為3月16日（圖1）；近36年來，花芽膨大期均表現出不同程度的提前趨勢，提前趨勢為5.3～8.7 d/10 a(P＜0.01)；其中莎車縣杏樹花芽膨大期的提前趨勢較明顯，為8.7 d/10 a(P＜0.01)。近36年來喀什地區杏樹花芽開放期為2月22日—4月10日，平均日期為3月18日，其中莎車縣杏樹花芽開放平均日期較早，為3月15日，喀什市杏樹花芽開放平均日期較晚，為3月23日；近36年來，花芽開放期均表現出不同程度的提前趨勢，提前趨勢為3.1～5.6 d/10 a(P＜0.1)；其中，巴楚縣杏樹花芽開放期的提前趨勢較明顯，即5.6 d/10 a(P＜0.1)。近36年來，喀什地區杏樹開花始期為3月13日—4月13日，平均日期為3月26日，其中莎車縣杏樹開花始平均日期較早，為3月25日，喀什市杏樹開花始平均日期較晚，為3月28日；近36年來，開花始期均表現出不同程度的提前趨勢，提前趨勢為2.2～3.6 d/10 a，其中，喀什市杏樹開花始期的提前趨勢較明顯，為3.6 d/10 a(P＜0.05)。

圖1 1984—2019年喀什地區杏樹花芽膨大、花芽開放、開花始期變化

3.2 杏樹開花始期前期的氣象因子變化特征

從喀什地區1984—2019年氣候因子的趨勢系數（表1）可知，1984—2019年喀什市、葉城縣、莎車縣、巴楚縣、麥蓋提縣，1月中旬、2月下旬、3月上中下旬平均氣溫，2月、3月平均氣溫，冬季平均氣溫呈線性上升趨勢，氣候傾向率為0.1～1.5℃/10 a。2月上旬平均氣溫呈線性下降趨勢，氣候傾向率為-0.5～-0.2℃/10 a，其他旬、月平均氣溫上升（下降）趨勢整體沒有一致性的特征；近36年來，喀什市、葉城縣、莎車縣、巴楚縣、麥蓋提1月中旬、2月下旬、3月上中下旬最低氣溫、3月最低氣溫呈線性上升趨勢，氣候傾向率為0.2～1.7℃/10 a，其他旬、月以及冬季最低氣溫上升（下降）趨勢整體沒有一致性的特征；1月上中旬、2月上旬降水量，1月、2月降水量，冬季降水量呈線性增多趨勢，氣候傾向率為0.1～3.9 mm/10 a；3月中下旬降水量、3月降水量呈線性減少趨勢，氣候傾向率為-2.0～-0.1 mm/10 a，其他時間降水量增減趨勢整體沒有一致性的特征，并均未通過顯著性檢驗；2月下旬、3月中下旬日照時數，2月日照時數整體呈線性增多趨勢，氣候傾向率為0.1～14.6 h/10 a；1月下旬、2月中旬日照時數，1月日照時數整體呈線性減少趨勢，氣候傾向率為-9.7～-0.9 h/10 a，其他時間日照時數增減趨勢整體沒有一致性的特征，并均未通過顯著性檢驗。

表1 1984—2019年喀什地區氣象因子的趨勢系數

續表1

3.3 氣象因子對喀什地區杏樹花芽膨大期的影響

從喀什地區杏樹花芽膨大期與不同時段氣象因子的相關系數統計表（表2）可知，2月下旬、3月上中下旬平均氣溫，3月平均氣溫，2月下旬、3月上下旬最低氣溫，3月最低氣溫與喀什地區杏樹花芽膨大期的相關性較明顯，其相關系數達到-0.7364～-0.3166(P＜0.05)；1月中旬平均氣溫葉城縣和莎車縣杏樹花芽膨大期的相關系數達到-0.3530～-0.3087(P＜0.05)，2月平均氣溫與葉城縣、莎車縣、巴楚縣、麥蓋提縣杏樹花芽膨大期的相關系數達到-0.4146～-0.2920(P＜0.1)。降水量與杏樹花芽膨大期：1月上下旬降水量、1月總降水量與喀什市杏樹花芽膨大期的相關系數達到-0.3743～-0.3203(P＜0.05)；2月上旬降水量與葉城縣杏樹花芽膨大期的相關系數達到-0.5377(P＜0.01)；1月下旬降水量與麥蓋提縣杏樹花芽膨大期的相關系數達到-0.3447(P＜0.05)；其余時間內降水量與其縣（市）杏樹花芽膨大期的相關系數沒有通過顯著性檢驗。總體來講，降水量與喀什地區杏樹花芽膨大期的相關性不明顯。日照時數與杏樹花芽膨大期：2月下旬、3月上下旬日照時數與喀什市杏樹花芽膨大期的相關系數達到-0.4141～-0.3253(P＜0.05)；3月日照時數與喀什市杏樹花芽膨大期的相關系數達到-0.4141(P＜0.01)。總之，喀什地區杏樹花芽膨大期與2月下旬、3月上中下旬平均氣溫、最低氣溫呈負相關關系，相關性較明顯，即氣溫越高，杏樹花芽膨大期越早，與其余氣象因素的相關性不明顯，這與有些學者[26]對杏樹花芽發育的研究結論相似。

表2 喀什地區杏樹花芽膨大期與不同時段氣象因子的相關系數

續表2

3.4 氣象因子對喀什地區杏樹花芽開放期的影響

從喀什地區杏樹花芽開放期與不同時段氣象因子的相關系數統計表（表3）可知，2月下旬、3月上中下旬平均氣溫，3月平均氣溫，2月下旬、3月上中旬最低氣溫，3月最低氣溫與喀什地區杏樹花芽開放期的相關性較明顯，其相關系數達到-0.7888～-0.2777(P＜0.1)；尤其是3月平均氣溫與杏樹花芽開放期的相關性最顯著；降水量與喀什地區杏樹花芽開放期的相關性不明顯；2月中下旬、2月日照時數、3月日照時數與喀什市杏樹花芽開放期的相關系數達到-0.6560～-0.3468(P＜0.05)；總之，喀什地區杏樹花芽開放期與2月下旬、3月上中下旬平均氣溫、最低氣溫呈負相關關系，且相關性較明顯，即氣溫越高，杏樹花芽開放期越早，與其余氣象因素的相關性不明顯，這與有些學者[27]開花前溫度對杏樹開花發育和坐果有影響的研究結論一致。

3.5 氣象因子對喀什地區杏樹開花始期的影響

從喀什地區杏樹開花始期與不同時段氣象因子的相關系數統計表（表4）可知，1月中旬、2月下旬、3月上中下旬平均氣溫，3月平均氣溫，3月上中下旬最低氣溫，3月最低氣溫與喀什地區杏樹開花始期的相關性較明顯，其相關系數達到-0.9044～-0.4202(P＜0.05)；1月、冬季平均氣溫，1月上旬、2月下旬最低氣溫與喀什市杏樹開花始期的相關系數達到-0.5008～-0.2790(P＜0.1)，1—2月、冬季平均氣溫，1月上旬、2月下旬最低氣溫與葉城縣杏樹開花始期的相關系數達到-0.4471～-0.2659(P＜0.1)，1月平均氣溫與莎車縣杏樹開花始期的相關系數達到-0.2614(P＜0.1)，1月平均氣溫、2月下旬最低氣溫與巴楚縣杏樹開花始期的相關系數達到-0.3528～-0.2751(P＜0.1)，2月下旬最低氣溫與麥蓋提縣杏樹開花始期的相關系數達到-0.3134(P＜0.05)。降水量與喀什地區杏樹開花始期的相關性不明顯。2月中旬、3月上中下旬日照時數、2—3月日照時數與喀什市杏樹開花始期的相關系數達到-0.7088～-0.3275(P＜0.05)；總之，喀什地區杏樹開花始期與3月上中下旬平均氣溫、最低氣溫呈負相關關系，且相關性較明顯，即氣溫越高，杏樹開花始期越早，與其余降水量、日照時數等氣象因素的相關性不明顯。這與陸佩玲等[28]的研究結論“在各種氣候因子中，氣溫對樹木始花期的影響最強，日照次之，降水量最弱，氣溫升高、日照時數增加，始花期提前”一致。

表3 喀什地區杏樹花芽開放期與不同時段氣象因子的相關系數

續表3

4 杏樹開花始期預報方法

從喀什地區杏樹開花始期前穩定通過≥0℃初日、積溫、平均氣溫的變化，及其之間的相關系數（表5）可知，喀什地區穩定通過≥0℃初日與開花始期之間的趨勢系數均通過了信度0.01顯著性水平檢驗；開花始期前穩定通過≥0℃積溫與開花始期之間的相關系數、開花始期前5天平均氣溫與開花始期之間的相關系數均未通過顯著性水平檢驗。對喀什地區杏樹開花始期預報提出初步的建議：從近5年、10年的穩定通過≥0℃的初日至杏樹開花始期的日數以及積溫變化情況來看，喀什地區偏北區（喀什）逐日平均氣溫穩定通過≥0℃初日的當天到第34天或者開花始期前穩定通過≥0℃積溫達到250℃，杏樹進入開花始期；偏南區（葉城、莎車）逐日平均氣溫穩定通過≥0℃初日的當天到第39～41天或者開花始期前穩定通過≥0℃積溫達到270～280℃，杏樹進入開花始期；偏東區（巴楚、麥蓋提）逐日平均氣溫穩定通過≥0℃初日的當天到第37～39天或者開花始期前穩定通過≥0℃積溫到達250～270℃以上，杏樹進入開花始期；另外杏樹開花始期前5日滑動平均氣溫穩定通過≥12℃，杏樹進入開花始期。

表4 喀什地區杏樹開花始期與不同時段氣象因子的相關系數

續表4

5 討論

1984—2019年喀什地區杏樹花芽膨大、花芽開放、開花始期平均日期分別為3月6日、3月18日、3月26日，并均表現出不同程度的提前趨勢，提前趨勢分別為5.3～8.7、3.1～5.6、2.2～3.6 d/10 a，這與仲舒穎等[29]的研究結論過去50年，中國桃、杏、紫荊、紫丁香等植物平均始花期、末花期均顯著提前，提前趨勢在0.95～1.61 d/10 a之間一致，并與黃文婕等[30]的研究結論1980—2014年貴陽60種典型木本植物始花期總體的提前趨勢為2.89 d/10 a一致。

1984—2019年間，喀什地區2月下旬—3月下旬最低氣溫、平均氣溫呈增加趨勢，升高幅度為0.2～1.7℃/10 a，杏樹花芽膨大期、花芽開放期、開花始期與2月下旬—3月下旬最低氣溫、平均氣溫呈負相關，主要影響因子為2月下旬—3月下旬的最低氣溫、平均氣溫；2月下旬—3月下旬最低氣溫、平均氣溫偏高，有利于促進杏樹萌芽和提早開花；對喀什地區杏樹開花始期影響的各氣象因子中，溫度因子影響大，日照因子影響次之，降水因子及其他氣象因子影響較小；各氣溫因子中，以最低氣溫對花期的影響最大，平均氣溫次之，這些結論與顧品強等[31]對黃桃始花期和成熟期統計預報模型研究的結論相似。

表5 杏樹開花始期前穩定通過≥0℃初日、積溫、平均氣溫的變化及之間的相關系數

喀什地區穩定通過≥0℃初日與開花始期之間的的趨勢系數均通過了信度0.01顯著性水平檢驗，初步的預報結論：喀什地區偏北區、偏南區、偏東區分別逐日平均氣溫穩定通過≥0℃初日的當天到第34、39～41、37～39天或者開花始期前穩定通過≥0℃積溫分別達到250、270～280、250～270℃或者杏樹開花始期前5日滑動平均氣溫均穩定通過≥12℃，杏樹進入開花始期。

6 結論

在喀什地區，杏樹已成為發展農村經濟的主要果樹之一，除杏果的產品價值，杏花已成為特色旅游項目，杏花節也成為助力農民增收的新途徑。杏花節旅游活動的成功舉行依賴于實際的開花時間，準確地預測觀賞植物的開花期可為公眾的出游安排提供指導。因此筆者以喀什地區杏樹開花期預報為創新點，對影響杏樹始花期的氣象因子和杏花節氣象預報方法進行研究，為杏樹始花期做及時準確地氣象預報服務提供參考。