安岳檸檬花期與氣象條件關系研究

劉亞希

（安岳縣氣象局，四川 安岳 642350）

檸檬樹屬于蕓香科柑橘屬常綠小喬木。葉片較小，長橢圓形，葉緣具細鋸齒。花單生，每年集中開放3~4 次，其中以春花果為主，春季花期19 d 左右，整體花期較長，香氣濃郁，具有很大的觀賞性。

研究影響檸檬花期的關鍵氣象因子，總結其規(guī)律并構建預報模型，實現(xiàn)準確的花期預報，不僅可以為花期病蟲害防治、疏花授粉等提供更好地氣象服務，還可為開花期避開晚寒潮霜凍影響提供參考。

1 資料來源與處理方法

研究資料為來源于2003 年—2021 年的農業(yè)氣象觀測和地面氣象觀測資料?；ㄆ谖锖蛴^測時，初花期為花朵開放多于10%、盛花期為花朵開放達50%~80%、開花末期為花朵開放多于80%。

采用日序換算法，將物候日期轉化為距離1 月1 日的實際日數(shù)作。利用SPSS 軟件計算出檸檬花期與溫度、降水、日照之間的相關系數(shù)（Pearson），并通過Pearson 篩選出影響檸檬花期的關鍵氣象因子；基于關鍵氣象因子采用逐步回歸法建立檸檬花期預報模型，并對進行回測。

2 分析與結果

2.1 花期物候特征

檸檬主要的物候期有春芽膨大期、展葉期、花蕾期、開花期、果實膨大期和果實成熟期。對各生長發(fā)育的時間進行統(tǒng)計歸納，總結為2003 年—2021 年安岳檸檬大本植物物候期平均分布值見表1。

表1 2003年—2021年安岳檸檬大本植物物候期平均分布值Tab.1 The average distribution value of phenological period of large plant of Anyue Lemon from 2003 to 2021

安岳檸檬的多年平均花蕾出現(xiàn)期為4 月2 日，最早出現(xiàn)在3 月17 日（2020 年），最晚出現(xiàn)在4 月18 日（2011 年），二者相差32 d；與平均日期相比較，有11 年差5 d 以上，有8 年相差7 d以上，見圖1（a）。多年平均開花始期為4月10日，最早出現(xiàn)在4 月5 日（2015 年），最晚出現(xiàn)在4 月25 日（2011 年），二者相差15 d；與平均日期相差5 d 以上的有6 年，相差7 d以上的有2 年，見圖1（b）。花蕾出現(xiàn)期和開花始期的標準差分別為7.73 和5.30，表明安岳檸檬花蕾出現(xiàn)期和開花始期不太穩(wěn)定。

2.2 氣象因子與花期的相關性分析

本研究采用檸檬花蕾出現(xiàn)期和開花始期序列分別同逐旬、逐月的溫度、降水及日照時數(shù)等氣象因子進行相關性分析，除降水類別因子外，相關系數(shù)大部分為負，表明二者之間存在負相關關系，即氣象要素值升高，相應物候期提前。

2.2.1 溫度的影響

大量研究表明，一定時間內的氣象條件，特別是溫度條件與植物物候期變化密切相關。樹木的生長發(fā)育離不開溫度（氣溫和地溫），每一生長期均需要適宜的溫度條件，一般2月中、下旬檸檬開始進入萌芽期，萌芽后15~20 d 開始展葉，7~9 d達到展葉盛期，開花期在4月上、中旬開始。溫度（包括地面溫度）與花期均呈負相關（表2），且同花期相關性最顯著的為1 月中旬氣溫、2 月中旬氣溫和1 月—2 月日最高氣溫平均，溫度越高花期越提前。

表2 安岳檸檬花期與氣象因子的Peason 相關系數(shù)及顯著性檢驗Tab.2 Correlation coefficient and significance test of Peason between flowering date and meteorological factors of Anyue Lemon

2.2.2 積溫的影響

不光一定的溫度條件影響植物生長發(fā)育，其生活周期同時還需要一定的積溫才能完成，活動積溫與物候期持續(xù)的時期有顯著的相關性。經過分析得到1 月—2 月積溫與花蕾出現(xiàn)期和開花始期的相關性分別為-0.620**和-0.649**，通過顯著性水平檢驗。

2.2.3 光照的影響

陽光對植物生長具有調節(jié)的作用，檸檬花期的不同生長發(fā)育階段，對光的需求也不同。通過對檸檬花蕾期分別同逐旬、逐月的日照時數(shù)進行相關性分析，可知檸檬花蕾期與2月中旬日照時數(shù)的相關系數(shù)為-0.524*（表2），為顯著負相關。

2.2.4 降水的影響

樹木生長的不同時期對水分的需求量是不同的，通過對檸檬花蕾期和開花始花期與逐旬、月降水量的相關性分析，發(fā)現(xiàn)相關系數(shù)基本為正相關，降水量增多，將會使花期推遲，但絕大部分時段降水量對花期影響不顯著，說明檸檬花期對水分的要求不很嚴格。檸檬具較強的抗旱能力，但長期缺水，過于干旱，也會嚴重影響果實發(fā)育，導致果個小，品質差，落果重，產量低。

2.3 預報模型的構建

（1）結合2.1 和2.2 的分析，將1 月—3 月上旬的氣象因子引入花蕾出現(xiàn)期預報模型，將1 月—3 月中旬的氣象因子引入開花始期預報模型。

（2）利用SPSS 軟件對氣象因子進行逐步回歸分析，則得到花蕾出現(xiàn)期預報方程，見公式（1）。

式中：y為花蕾出現(xiàn)期序列；x1、x2、x3分別為2月中旬平均地面極端最高氣溫、1 月地面平均氣溫、1 月極端最低氣溫。方程的R=0.877，R2=0.769，說明因變量y可以由自變量xi釋解76.9%的差異性。

開花始期預報方程，見公式（2）。

式中：y為花蕾出現(xiàn)期序列；x1、x2、x3、x4、x5分別為2 月地面極端最低氣溫、1 月極端最高氣溫、1 月上旬日照、1 月下旬日照、2 月中旬平均最低氣溫。方程的R=0.951，R2=0.904，說明因變量y可以由自變量xi解釋90.4%的差異性。

從回歸系數(shù)的顯著性水平來看，建立的線性模型是可行的；878.016、504.049 分別為花蕾出現(xiàn)期和開花始期的擬合回歸方程方差平方和，16.623、24.434 分別為F統(tǒng)計量的觀測值，均是遠小于0.01 的顯著性概率，說明兩個變量之間的線性關系很顯著。

2.4 檢驗預報模型

將2003年—2021年的氣象因子代入上述2個預報方程，對檸檬花期進行回測，結果見表3 所示。預報值與花蕾出現(xiàn)期實測值平均絕對值誤差為0 d，最大誤差為9 d，有6 年沒有誤差，有3 年有1 d 誤差，有0 年有2 d 誤差，有3 年前后相差3 d，有7 年誤差在3 d 以上的；預報值與開花始期的實測值平均絕對值誤差為4 d，最大誤差為3 d，有4年沒有誤差，有6年有1 d 誤差，有7 年有2 d 誤差，有2 年前后相差3 d，沒有誤差在3 d 以上的。將模擬預測的時間序列與實際開花期的觀測時間序列進行分析，如果認為預測準確，則兩者之間的絕對差≤3 d，否則兩者之間的絕對差＞3 d，認為預測錯誤；63%和100%分別為所建立的花蕾出現(xiàn)期和開花始期預測模型的準確率?；ɡ俪霈F(xiàn)期預測時間錯誤的7 年中偏早有4 年，偏晚有3 年；開花始期無預測錯誤。從模型預測來看花蕾出現(xiàn)期的準確率稍差，開花始期的準確率較好。為了進一步驗證模型的準確度，利用上述預報模型對2022年檸檬花蕾出現(xiàn)期和開花始期進行預報，測算2022 年花蕾出現(xiàn)期為3 月29 日，跟實際觀測開花期（3月28日）偏晚1 d，開花始期為4月8日，較實際觀測開花期（4月9日）偏早1 d，預測結果比較準確。

表3 安岳檸檬花期預報模型檢驗Tab.3 Test of Anyue Lemon flowering forecasting model

3 結論與討論

（1）氣溫（包括地面溫度、積溫）是影響檸檬花期最顯著的氣象因子，其次是日照時數(shù)，花期與氣溫和日照時數(shù)均表現(xiàn)出一致的負相關；降水量對花期基本無影響。

（2）利用逐步回歸法構建的回歸模型，對2003 年—2021年檸檬花期進行預測擬合，通過回代檢驗花蕾出現(xiàn)期、開花始期的預測擬合相關系數(shù)分別為0.877 和0.951，擬合效果較好。利用2022年數(shù)據進行預報檢驗，有較強的可用性。

（3）影響檸檬花期的因素眾多，只考慮了氣象因素，有一定的局限性；另外，安岳縣東西寬77.45 km，南北長70.86 km，縣域平面圖形似菱形，地形差異大，檸檬種植區(qū)域分布廣，檸檬種植的實際情況不能完全被本研究使用的氣象資料代表，僅具有較好的參考性。同時，由于物候觀測記錄時間僅19 a，對模型的適用性，還需今后進一步完善，以期建立更完善的安岳檸檬花期預報模型。