李奇穗 呂蓮

摘 要 通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合出四川省丹棱縣2012—2015年氣候要素值與“不知火”雜柑當(dāng)年掛果率、667 m2產(chǎn)量之間關(guān)系，得出掛果率及單位面積產(chǎn)量氣候趨勢(shì)預(yù)測(cè)方法，再運(yùn)用此方法對(duì)2016年掛果率和667 m2產(chǎn)量預(yù)測(cè)值與實(shí)際值作比較，發(fā)現(xiàn)月平均氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)預(yù)測(cè)值與實(shí)際值之間的誤差都在10%以下，在3個(gè)氣象要素中以采用月平均氣溫的誤差最小，最接近實(shí)際值。

關(guān)鍵詞 雜柑；不知火；氣象要素；掛果率；單位面積產(chǎn)量；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號(hào)：S666 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.1.021

“不知火”又名凸頂柑、丑柑，為原產(chǎn)日本的晚熟柑橘品種，由清見和中野3號(hào)椪柑雜交而成?！安恢稹惫鬅o核，可溶性固形物含量高，含糖量14%～15%，極晚熟（次年3月采摘），抗逆性強(qiáng)，果實(shí)柔軟多汁、脆嫩化渣、風(fēng)味極好、品質(zhì)特優(yōu)，是一個(gè)綜合性狀優(yōu)良的晚熟品種。但其耐寒性較弱，且果實(shí)須在樹上越冬成熟，因此“不知火”對(duì)種植區(qū)域氣象條件有著極高的要求[1]。近年來，氣候變化日益顯現(xiàn)，對(duì)“不知火”掛果及產(chǎn)量形成影響也越來越明顯，目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者在氣候變化對(duì)“不知火”生長(zhǎng)的影響及“不知火”留樹保鮮方面做了研究，并取得了一系列研究成果[2]。但在氣象因子與“不知火”掛果、單位面積產(chǎn)量之間的關(guān)系方面尚未有研究。本文通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法擬合丹棱2012—2015年氣象因子與相應(yīng)年份丹棱“不知火”掛果率和產(chǎn)量之間的關(guān)系，并運(yùn)用此關(guān)系反向驗(yàn)算2016年丹棱“不知火”掛果率和產(chǎn)量，得出驗(yàn)算值與實(shí)際之間的誤差。

丹棱縣隸屬于四川省眉山市，距成都市區(qū)90 km。地處四川盆地西南邊緣，岷東以西，青衣江以東。縣城在總崗山南麓，地貌以淺丘為主，地勢(shì)由西北向東南傾斜，海拔在469～1 017 m。丹棱屬亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)，氣候溫和，四季分明，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，雨量充沛，無霜期長(zhǎng)。年平均氣溫16.7 ℃，歷史極端最高氣溫38.3 ℃，極端最低氣溫-3.7 ℃；雨量充沛，分布不均，年均降水量1 157.9 mm，其中5—9月降水量932.7 mm，占全年降水量81%；年無霜期301 d；年平均日照時(shí)數(shù)939.8 h。丹棱于1998年引入“不知火”，采用高接換種技術(shù)嫁接，距今已有 18年歷程，日積月累后具有成熟而豐富的栽培技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)， 并于2012年進(jìn)入了國(guó)家農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的農(nóng)產(chǎn)品地理保護(hù)名錄，丹棱更是榮獲“中國(guó)橘橙之鄉(xiāng)”的美譽(yù)?！安恢稹碑?dāng)之無愧地成為地方特色經(jīng)濟(jì)農(nóng)產(chǎn)品之一。近年來，由于氣候條件的差異日顯，“不知火”掛果率和年際產(chǎn)量波動(dòng)較大[3]。本文分析氣象因子與“不知火”掛果率、單位面積產(chǎn)量之間關(guān)系，以期預(yù)測(cè)掛果率、單位面積產(chǎn)量，及時(shí)更好地為果農(nóng)和地方經(jīng)濟(jì)服務(wù)。

1 資料來源和處理方法

相關(guān)資料主要包括“不知火”年掛果率和單位面積產(chǎn)量，資料來源于丹棱縣果技站。氣象資料主要包括2012—2016年的逐月平均氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)，由丹棱縣氣象局提供。

采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)方法，將各月平均氣溫、降水量和日照與“不知火”掛果率、單位面積產(chǎn)量進(jìn)行擬合相關(guān)性分析，得出“不知火”氣候趨勢(shì)掛果率和單位面積產(chǎn)量。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種模仿動(dòng)物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)行為特征，進(jìn)行并行信息處理的算法數(shù)學(xué)模型。在工程與學(xué)術(shù)界也常直接簡(jiǎn)稱為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種運(yùn)算模型，由大量的節(jié)點(diǎn)（或稱神經(jīng)元）和之間相互聯(lián)接構(gòu)成。每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一種特定的輸出函數(shù)，稱為激勵(lì)函數(shù)（activation function）。每?jī)蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)間的連接都代表一個(gè)對(duì)于通過該連接信號(hào)的加權(quán)值，稱之為權(quán)重，這相當(dāng)于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的記憶。這種網(wǎng)絡(luò)依靠系統(tǒng)的復(fù)雜程度，通過調(diào)整內(nèi)部大量節(jié)點(diǎn)之間相互連接的關(guān)系，從而達(dá)到處理信息的目的，并具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)的能力[4]。隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論本身以及相關(guān)理論、相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)業(yè)、水利、水土保持等方面應(yīng)用比較廣泛。

2 結(jié)果分析與驗(yàn)證

2.1 制作氣候要素曲線圖

用2012—2015年的氣候數(shù)據(jù)采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖作出氣候要素曲線圖（見圖1～圖3）。

2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練擬合

利用2016年的氣候要素值，通過“不知火”掛果率及單位面積產(chǎn)量氣候趨勢(shì)預(yù)測(cè)方法計(jì)算“不知火”的掛果率和667 m2產(chǎn)量，再與當(dāng)年實(shí)際掛果率和

667 m2產(chǎn)量作比較。

1）通過2016年逐月平均氣溫計(jì)算出的掛果率0.659與實(shí)際掛果率0.720誤差-0.061，通過2016年逐月降水量計(jì)算出的掛果率與實(shí)際掛果率誤差-0.042，通過2016年逐月日照時(shí)數(shù)計(jì)算出的掛果率與實(shí)際掛果率誤差0.083。

2）通過2016年逐月平均氣溫計(jì)算出的667 m2產(chǎn)量1.489 4與實(shí)際667 m2產(chǎn)量1.500 0誤差-0.010 6，通過2016年逐月降水量計(jì)算出的667 m2產(chǎn)量與實(shí)際667 m2產(chǎn)量誤差-0.096 0，通過2016年逐月日照時(shí)數(shù)計(jì)算出的667 m2產(chǎn)量與實(shí)際667 m2產(chǎn)量誤差-0.074 0。

3 小結(jié)與討論

“不知火”生育期長(zhǎng)，歷經(jīng)各個(gè)季節(jié)氣象條件變化的考驗(yàn)，然而在氣溫、降水、光照等要素均無法控制的條件下，氣候多變將直接影響“不知火”發(fā)育生長(zhǎng)[5]，進(jìn)一步影響“不知火”的產(chǎn)量和品質(zhì)[6]。本文通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合出丹棱縣2012—2015年氣候要素值與“不知火”雜柑當(dāng)年掛果率、667 m2產(chǎn)量之間關(guān)系，得出掛果率及單位面積產(chǎn)量氣候趨勢(shì)預(yù)測(cè)方法，再運(yùn)用此方法對(duì)2016年掛果率和667 m2產(chǎn)量預(yù)測(cè)值與實(shí)際值作比較，發(fā)現(xiàn)月平均氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)預(yù)測(cè)值與實(shí)際值之間的誤差都在10%以下，在3個(gè)氣象要素中尤以采用月平均氣溫的誤差最小，最接近實(shí)際值。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯：丁志祥）