趙洪杰，孟 杰，陳廣瑞，寇春偉，周曉倩，閆瑞華

（1.冠縣氣象局，山東 冠縣252500；2.莘縣氣象局，山東 莘縣252400）

近年來國內(nèi)各地利用當?shù)毓麡洹?花卉資源開展觀光旅游活動逐漸增多。 冠縣政府自2006 年起每年在蘭沃鄉(xiāng)韓路村梨園舉辦“梨園文化觀光周暨農(nóng)民文化藝術節(jié)”，氣象局承擔花期預報工作，為確定開幕日提供依據(jù)；由于春季溫度變化大，梨樹每年開花日期都不確定。 2012 年在梨園安裝自動攝像觀測儀，記錄鴨梨花芽發(fā)育情況，為研究和制作花期預報提供觀測資料；觀測發(fā)現(xiàn)梨樹花芽自萌發(fā)到開花經(jīng)歷多個發(fā)育物候期。國內(nèi)文獻顯示植物花期預報研究方法主要有積溫物候法和相關分析法。積溫物候法是結合開花日期用不同方式統(tǒng)計開花前相關時段積溫，用公式法計算開花期[1-9]。 相關分析法統(tǒng)計開花前多種氣象要素、篩選氣象影響因子建立預報方程[10-16]。 鮮見在研究植物開花發(fā)育期間氣象因子影響規(guī)律基礎上進行花期預報研究的。本文以梨園觀測影像照片資料判定的鴨梨花芽發(fā)育物候期為依據(jù)，分析氣象影響因子在鴨梨花芽發(fā)育不同階段的作用，預報鴨梨始花期。

1 試驗設計

1.1 試驗環(huán)境與設備

蘭沃鄉(xiāng)韓路村梨園， 屬于黃河故道河灘高地，觀測點位于115°37′E，36°35′N，園區(qū)表層土壤為沖積固定草甸風沙土，以人工作物植被為主，自然茅草植被為輔，與冠縣氣象站為同一氣候環(huán)境，有微氣候差異。觀測用代表性較強的鴨梨樹，樹齡約120～150 a、樹干直徑30 cm、樹冠直徑10 m 左右、樹冠高約4 m，選鴨梨樹東部骨干枝上新生果枝為觀測點， 每年固定不變。

實驗設備為?？低旸S-2AF1-714 高清彩色紅外攝像儀觀測。

1.2 資料與方法

物候資料是從梨園鴨梨花芽連續(xù)實景觀測影像照片資料中， 每天人工截取08、11、14、17 時鴨梨花芽發(fā)育照片，用來判定鴨梨花芽發(fā)育物候期節(jié)點。

氣象資料為距梨園25 km 處氣象站同期氣溫、地溫、日照、降水、風的觀測資料。

用氣候統(tǒng)計法、以花芽發(fā)育物候期為單位，統(tǒng)計相關氣象影響要素定量數(shù)據(jù)資料。

2 鴨梨花芽發(fā)育物候期與氣象影響因子關系分析

根據(jù)多年影像照片資料統(tǒng)計鴨梨花芽自萌發(fā)到凋謝需要48～64 d，經(jīng)歷萌發(fā)、膨大、開綻、露蕾、花芽分離、露冠、始花、盛花、謝花等物候期。 本文以2017 年為例分析鴨梨花芽發(fā)育與氣象條件的關系。

2.1 鴨梨花芽發(fā)育物候期與發(fā)育環(huán)境

根據(jù)2017 年梨園鴨梨花芽發(fā)育觀測影像照片資料，參照《梨·百度文庫》[17]和《常見果樹物候期的觀察方法》[18]圖文標準，得到花芽發(fā)育各物候期節(jié)點日期， 鴨梨樹自萌發(fā)到3 月8 日花芽鱗片松包顏色變淡為膨大期（圖1a）；芽頂鱗片松開露出花序花芽為開綻期（圖1b）在15 日；露蕾期（圖1c）在19 日；花蕾分離期（圖1d）在22 日；露冠期（圖1e）在27日，始花期（圖1f）在4 月1 日；盛花始期（圖1g）在3日，謝花末期（圖1h）為8 日。

圖1 鴨梨花芽發(fā)育物候期

一般情況下鴨梨樹經(jīng)過冬季休眠后， 平均氣溫達到0 ℃以上樹體開始萌發(fā)， 平均氣溫達到3 ℃以上花芽開始緩慢生長，開花需氣溫10 ℃以上，達到14 ℃開花加快[19]。 2017 年2 月11 日平均氣溫穩(wěn)定通過0 ℃， 即為鴨梨樹體萌發(fā)日， 各物候期出現(xiàn)日期、間隔日數(shù)，萌發(fā)至謝花≥0 ℃、≥3 ℃、≥10 ℃的日數(shù)及總發(fā)育期日數(shù)見表1。

表1 鴨梨花芽發(fā)育期與界限溫度日數(shù)統(tǒng)計

2.2 鴨梨花芽發(fā)育與氣溫

2.2.1 鴨梨花芽發(fā)育與氣溫變化

鴨梨萌芽開花需要一定的熱量條件。2017 年自鴨梨樹萌發(fā)至花謝整個發(fā)育過程， 每日平均氣溫與鴨梨花芽發(fā)育期的關系見圖2。

鴨梨花芽萌發(fā)后、前期氣溫較歷年略偏高，正距平明顯大于負距平， 花芽膨大和開綻期接近常年略早；花蕾自分離后到始花前平均氣溫偏低、低于10℃日數(shù)較多，溫度距平以負距平為主，對應露冠到始花節(jié)點期間生長緩慢或停止，發(fā)育期較常年延長3～4 d； 露蕾、 露冠和始花期轉換的關鍵日或前1～2 d都有≥10 ℃的氣溫相對應（圖2）。

圖2 2017 年鴨梨花芽發(fā)育期逐日平均氣溫距平

2.2.2 鴨梨花芽發(fā)育與積溫

根據(jù)積溫學說完成每個發(fā)育物候期都經(jīng)過一定溫度積累。 鴨梨花芽發(fā)育各物候期及各界限溫度的活動積溫、有效積溫見表2。

2.3 鴨梨花芽發(fā)育與地溫

研究認為梨樹根系在20～60 cm 土層分布最密， 當?shù)販剡_到0.5 ℃時根系開始活動，7～8 ℃時根系開始加快生長，13 ℃為根系生長的最適溫度[19]。2017 年1 月25 日20、40 cm 土層地溫均達到年度最低值， 分別為0.2 ℃和1.9 ℃， 并分別于1 月28日、2 月4 日開始回升， 梨樹根系越冬期不明顯、生長啟動較早（圖3）。

表2 鴨梨花芽發(fā)育期積溫/℃

圖3 鴨梨花芽發(fā)育期20、40 cm 逐日平均地溫曲線

達到根系加快生長即平均氣溫為7 ℃的日期，分別在3 月3 日和10 日，這與花芽由萌發(fā)到膨大期轉換時間同步； 日平均氣溫由7 ℃使根系加快生長達到13 ℃最適生長時間，與鴨梨花芽的膨大到始花時間基本重合；根系生長最適溫度13 ℃的日期分別在4 月2 日和4 日，這比始花期略滯后；花期平均氣溫為13～15 ℃。

2.4 鴨梨花期與風速

花芽開綻后隨著花蕾生長加快， 風速對其影響逐漸增大。 在花冠發(fā)育完成后適宜的風速可促使花蕾提前開放，較大風速的機械作用易產(chǎn)生花瓣損傷，影響觀賞、授粉和座果率。后期較大風速可使完成生化脫落分化進程的花瓣提前脫落、花期縮短。鴨梨花芽開綻后風速實況曲線見圖4。

圖4 鴨梨花芽開綻后風速曲線

自3 月15 日鴨梨花芽開綻到4 月1 日始花開放， 風速持續(xù)較大最大風速8.0 m/s 以上日數(shù)9 d，10.8 m/s 以上日數(shù)3 d，始花前1 d 3 月31 日最大風速10.0 m/s，8 日最大風速13.4 m/s。據(jù)觀察，27 日已經(jīng)出現(xiàn)迎風面、 強勢樹枝上含苞欲放的花蕾在風作用下提前開放， 始花后連續(xù)3 d 風速較大， 為4～5級，加快了進入盛花期速度，也造成4 日便有花瓣不勝風力而飄落；8 日較大的風速促進謝花期提前。

2.5 鴨梨花期與日照、陰雨天氣

梨樹屬喜光樹種， 充足的光照是梨花順利開放的必要條件。春季陰雨天氣一般造成日照減少，伴隨較強降溫和較大風力。 本年度自梨樹萌發(fā)到花蕾分離前陰天日數(shù)少， 日照充足有利于花芽發(fā)育；3 月22—31 日降雨或陰天日數(shù)多達5 d， 陰雨寡照造成花芽發(fā)育緩慢， 發(fā)育期比往年延長3～4 d；4 月1 日始花后溫度適宜、光照充足，進入盛花期較快；5 日和8 日分別出現(xiàn)7.1 mm 和7.4 mm 降雨以及風的作用，直接造成梨花淋雨后提前衰敗凋謝。

鴨梨花芽發(fā)育進度與溫度變化息息相關， 春天氣溫變化受天氣背景影響具有隨機性、 振幅大的特點，梨樹根系活動層地溫變化受氣溫影響為主、略滯后； 其它氣象要素在鴨梨花芽發(fā)育的不同階段影響不同。氣溫正距平對應花芽發(fā)育正?；蜉^快，負距平對應花芽發(fā)育緩慢或停止，在積溫上表現(xiàn)明顯，根據(jù)植物積溫的特征、 嘗試使用歷年鴨梨花芽發(fā)育物候期平均積溫值為主要因子制作花期預報。

3 鴨梨花期預報服務實踐與效果檢驗

2016 年和2017 年在以上初步分析的基礎上，分別以露蕾到始花≥0 ℃歷年平均積溫136.8 ℃、133.9 ℃和≥3 ℃歷年平均積溫101.5 ℃、99.1 ℃為預報指標， 把露蕾日以后的溫度實況值與花期預報日以后的每天溫度預報值累加， 當溫度累加值接近預報指標值時，參考臨近花期天氣情況，綜合判斷預報鴨梨開花日期；預報結果均被作為確定“梨花節(jié)”開幕日的依據(jù)，取得良好的服務效果。用梨園鴨梨開花實況資料對花期預報結果進行對比檢驗（表3）。

由表3 可知， 開花前10～12 d 預報，2016 年與實況對比誤差較大，7 d 預報與實況完全吻合；積溫實況與預報指標的差值隨資料年份增加而減小，即積溫預報指標的穩(wěn)定性與資料年代長短有關， 隨著資料年代延長穩(wěn)定逐漸增強， 預報結果準確性將逐漸增大。

表3 2016—2017 年實況與花期預報對比

4 討論

前人研究植物花期預報的兩種傳統(tǒng)研究方法積溫物候法、相關分析法均存在不足。積溫物候法一般按多年平均開花日期統(tǒng)計開花前不同時段的氣象要素值， 統(tǒng)計資料不能真實反映植物花芽各發(fā)育期經(jīng)歷的氣象因子影響情況， 無法對植物花芽發(fā)育過程各個物候期節(jié)點之間的氣象條件進行細致研究，容易忽略植物開花關鍵發(fā)育環(huán)節(jié)， 造成對植物花芽自萌發(fā)到開放時段研究結果判斷不準確。 相關分析法一般采用多方法、多元素統(tǒng)計大量因子，經(jīng)篩選后選取部分因子建立回歸方程；屬于統(tǒng)計學范疇，預報因子的生物學意義不確切。以上兩種傳統(tǒng)研究思路、均對植物開花前花芽發(fā)育各物候期與氣象影響因子關系研究不足。

本文使用鴨梨花芽發(fā)育期連續(xù)實景觀測照片判定鴨梨花芽發(fā)育物候期節(jié)點， 結合氣象資料分析研究鴨梨花芽發(fā)育各物候期與相關氣象要素的關系，其方法符合鴨梨花芽發(fā)育規(guī)律； 以物候期為單位統(tǒng)計相關對應氣象要素資料， 統(tǒng)計數(shù)據(jù)與鴨梨花芽發(fā)育物候期一一對應，嚴謹、精確、可靠。隨著資料年代的增加和對多項氣象因子影響研究的進展， 可以得到時效更長、更完善的預報方法?，F(xiàn)階段研究還處于較淺層次，旨在拋磚引玉。

5 結論

通過對2017 年鴨梨花芽發(fā)育過程與氣象資料對照分析發(fā)現(xiàn)， 鴨梨開花是在多種氣象因子共同影響下完成的， 氣象因子對鴨梨花芽發(fā)育的影響有以下特點：

（1）鴨梨花芽開放過程漫長，經(jīng)歷多個物候期，完成每個花芽發(fā)育物候期都是多種氣象要素綜合影響和積累的結果。鴨梨花芽萌發(fā)后，氣溫變化自始至終主導鴨梨花芽發(fā)育的進度， 其它氣象要素在不同發(fā)育階段對鴨梨花芽發(fā)育影響程度各不相同。

（2）在鴨梨花芽發(fā)育過程中萌發(fā)期、開綻期、露蕾期、始花期是梨花開放的關鍵物候期；其中花芽開綻期標志著花芽發(fā)育質(zhì)的轉變， 開綻前花期器官受到鱗片保護，各種天氣影響最終以溫度高低為標志；開綻以后隨著各花期器官增長與外界接觸面積增大，溫度、日照、風、降水等氣象要素影響程度逐漸增大。

（3）鴨梨花芽前期發(fā)育狀況表明為梨花開放積累和達到了一定的條件， 并不能作為判定梨花開放日期的依據(jù)；開綻、特別是露蕾以后臨近花期的溫度和天氣條件，是決定梨花開放日期的關鍵因素，研究花期預報方法必須高度重視。

資料分析和花期預報實踐表明， 必須準確掌握與分析鴨梨花芽發(fā)育開放過程對氣象條件需求和氣象要素的影響， 才能得到符合鴨梨開花物候實際規(guī)律的花期預報方法。