气象条件对悬铃木始花期的影响分析及预报模型构建——以江苏兴化为例

春季二球悬铃木(以下简称悬铃木)新生花粉和宿存球果脱落产生的果毛,既危害人体健康也为城市清洁带来压力,开展始花期预报有利于易敏人群提前做好防护准备,并可为园林部门适时喷洒植物生长抑制剂提供理论依据。以江苏兴化悬铃木始花期为研究对象,选取1990—2020年的物候观测数据和同期气象观测资料,分析其年际变化趋势,筛选影响始花期的关键气象因子,采用通径分析法进一步明确各关键气象因子对始花期的定量影响,并建立多元回归预报模型;同时统计分析始花期有效积温阈值,基于春季积温模型进行预报,并对比检验两种模型的预报效果。结果表明:在气候变暖背景下兴化悬铃木始花期呈提前趋势,每10年提前约2 d;光照、风速和降水对开花早晚影响较小,但2月下旬雨水充沛、空气湿润则有利于开花提前;温度是影响开花早晚的最重要指标,冬季日最高气温对始花期的影响程度高于日最低气温,平均地表温度的影响程度略高于平均气温,但到了 3月气温回暖后则反之;冬季平均地表温度、冬季平均气温以及3月中旬日最低气温10℃的天数在直接、间接效应方面均对始花期具有最大的影响力,在此基础上建立的逐步回归预报模型拟合准确率达89.3%,具有较高的可靠性和业务应用价值。     

新源县杏花始花期气象预报研究

为了更准确地提供杏花始花期的预报，利用新源县1996—2020年的始花期观测数据以及同期气象资料，统计分析关键影响因子，建立预报模式。结果表明：新源县杏花始花期平均出现在4月5日，最早最晚始花期相差28 d，近22a来始花期提前约4 d。始花期前的气温、日照、0℃积温等对始花期有明显影响，采用逐步回归方法，得到了新源县杏花始花期的预报模型,回代检验中始花期预报值与实际值相差0~2d的准确率达到63.6%，相差3 d的准确率为27.2%，2018—2020年的试报服务预测值与实际值之间相差分别2 d、1 d、3 d，可为花期专题气象服务提供理论参考。     

莎车1991—2013年春季首日变化特征及其对果树花期的影响

利用莎车县气象局1990—2013年地面气象观测资料和莎车农业气象试验站1992—2013年杏、苹果、桃、梨、沙枣、巴旦姆花期观测资料,分析莎车春季首日变化特征及对果树花期的影响。结果表明：莎车春季首日平均为3月21日,2000年出现突变性提前,春季首日与3月及3月各旬平均气温呈极显著相关,与年平均气温、1月中旬及2月下旬平均气温呈显著相关;3—5月果树陆续进入花期,杏（巴旦姆）花期最早、梨（桃、苹果）花期次之、沙枣花期最晚。杏、梨、沙枣花期持续时间年际差异较大,但均呈现增多趋势,其中杏突增年份与春季首日突变年份基本一致,梨、沙枣偏晚3～5年;果树开花始期、开花盛期、开花末期与春季首日的差值变化基本一致,其中开花始期与春季首日相关性最好,杏花期与春季首日最接近;采用偏最小二乘法建立杏、梨、沙枣等3种代表性果树开花始期回归预报模型,经历史拟合和2011—2013年检验, 模型可以较好的模拟和预报杏、梨、沙枣开花始期。     

金川县雪梨始花期预报模型研究

为了研究气象要素对雪梨始花期的影响,并对雪梨始花期做出准确预报,利用2008—2017年金川县雪梨始花期物候资料和地面气象观测资料,对影响雪梨始花期的气象因子进行分析。结果显示:气温影响显著,日照次之,降水微弱;气温对雪梨始花期显著影响时段主要体现在冬末2月,2月平均气温≥10℃的天数和2月下旬平均气温对雪梨始花期早晚起主导作用,2月≥10℃的天数越多,2月下旬平均气温越高,雪梨始花期越早,反之相对较晚。应用SPSS软件,采用逐步回归分析法建立了雪梨始花期预测模型,模型拟合效果较好。所建模型预报准确率能满足业务要求,及时为政府和旅游部门提供准确的始花期预报。     

广州地区梅花花期的预报方法

引用关于梅花花期需冷量计算的台湾模型,利用2010年1月至2013年1月萝岗街自动站逐时气温数据和萝岗香雪公园同时段的梅花花期数据,修改了模型需冷量计算的界限温度,建立了广州地区梅花花期的预报模型。利用广州模型计算得出,萝岗香雪梅花进入初花期、盛花期和凋谢期的需冷量分别约为50~66、80~96和145~164 CU。经对2013—2014年萝岗香雪公园梅花花期的预报效果检验,梅花初花期和凋谢期的预报误差为1~3 d,盛花期的预报误差为5~9 d,预报效果良好。     

气象因子对大悟县花生产量的影响分析

从湖北省大悟县1994—2010年逐年花生产量资料中分离出随气象因素变化的气象产量,分析了花生气象产量率和气温、降水量、日照时数等气象要素的相关关系,并且建立了基于气象因子的大悟县花生产量预测模型。研究表明,播种期热量不足,始花期日照过量是影响花生产量的主要因素;下针期充足热量、适量降水和日照有助于花生增产。夏花生播种的起始气温为22.2°C,始花期日照时数临界值为53.2 h,下针期气温临界值为28.9℃,降水量临界值为45.7 mm,日照时数临界值为83.8 h。     

积温对比法在鸭梨始花期预报中的应用

利用2012—2018年鸭梨花芽发育实景观测照片,精准判定每个鸭梨花芽发育物候期节点发生时间,以此为依据统计鸭梨花芽每个发育物候期的气象要素数据,以物候期为单位分析气象影响因子对花芽发育过程的影响。研究表明:温度在鸭梨花芽发育各阶段起主导作用,筛选出鸭梨花芽萌发到始花、开绽到始花、露蕾到始花3个时段日平均气温≥0℃活动积温和≥3℃有效积温,作为制作鸭梨始花期预报的积温指标计算鸭梨开花日期,得到"积温对比预报法";经2016—2018年应用检验:预报时效10～12d时预报结果与鸭梨开花实况误差在1～2d以内,预报时效7d时预报结果与鸭梨开花实况完全吻合。本研究克服了传统植物花期预报研究因花前物候资料匮乏、不能进行花前发育期分析的缺陷,并把"中长期天气预报产品"引入了花期预报方法的使用,为植物花期预报研究方法提供了新思路。     

基于MOS方法建立达州温度预报模型

利用2009年4月—2010年6月欧洲中心数值预报资料及达州6个国家气象站站温度观测资料,根据影响温度变化的因素和相关分析筛选出了10余个因子,基于MOS方法建立预报模型。在温度预报模型建立上,利用动态最优子集回归,经过多次试验,确定了最低气温和最高气温预报因子。通过2010年1月—2010年6月与预报员主观预报结果对比分析和7—9月试报检验,预报方法能够有效提高达州温度预报准确率。1—6月检验结果最低气温平均偏小0.31℃,最高气温平均偏小0.53℃。7—9月份试报结果最低气温偏小0.34℃,最高气温偏小0.62℃。     

油菜花期物候主要限制因子分析及预报模型的构建

以油菜开花开始时间(即始花期)为研究对象,利用1980—2016年江苏省油菜发育期观测资料和同步气象数据,分析油菜始花期的时空变化趋势。结合油菜生理特性,筛选与油菜始花期显著相关的气象因子。以高淳站为例,采用通径分析明确各气象因子对油菜始花期的作用并评估因子敏感性,最后构建油菜始花期的回归预报模型。结果表明:在气候变化背景下江苏地区油菜始花期呈逐年提前趋势,淮河以南地区平均提前3 d以上;上年日平均气温稳定通过0℃终日(X_1)、当年日平均气温稳定通过5℃初日(X_2)、现蕾至开花前时段内分别大于0℃、5℃和10℃的有效积温(X_1、X_4和X_5)、最低气温分别小于0和5℃的日数(X_6和X_7)及平均最低气温(X_8)等8个因子与油菜始花期相关性达极显著水平;其中2月上旬至3月上旬的平均最低气温(X_8)、日最低气温小于5℃日数(X_7)、大于5℃有效积温(X_4)对油菜始花期的直接影响位列8个因子的前三位,且这3个因子两两共同对油菜始花期的相对影响程度也排在各因子对回归方程R~2总贡献率的前三位;其余5个因子直接效应普遍小于间接效应,且它们主要通过X_4、X_7、X_8对油菜始花期产生影响,而X_4、X_7、X_8也通过这5个因子产生一定影响;去掉任何一个因子,都会引起其他某些因子对油菜始花期的直接、间接作用发生变化;基于这8个因子构建的回归模型可解释68.48%的油菜始花期变化,并具有区域适用性。因此,就江苏地区而言,光照和降水对油菜开花早晚影响较小,热量条件才是江苏油菜开花早晚的主要限制因子,所构建的始花期预报模型可较好反映油菜开花时间早晚与相关热量因子变化的规律。     

铜川樱桃温室栽培适宜扣棚期分析

利用铜川地区2006—2013年春季日均气温和2011—2013年马咀、塬畔、神农、周陵四个设施樱桃示范园区温室大棚观测数据,采用需冷量0~7.2℃低温模型,分析铜川地区樱桃需冷量及适宜扣棚期。结果表明:铜川各地区樱桃落叶至萌动前0~7.2℃平均累积小时数总体满足各种品种樱桃通过自然休眠的需冷量。将樱桃的需冷量分为三个等级,中北部不同等级需冷量的最早达标时间普遍比南部偏早。大棚扣棚期与成熟期存在较明显的正相关,扣棚越早,成熟越早。铜川地区适宜扣棚期北部地区12月15—20日,中部地区12月25—30日,南部地区12月底到1月初,和大田樱桃物候期相比,大棚樱桃萌动期将提前70~80d,成熟期提前45~60d。     

惠水县油菜花盛花期预报

利用贵州省惠水县农业气象站的油菜花观测资料以及逐日降水、平均气温和日照资料。采用相关分析以及逐步回归方法,分析各气象要素对惠水县油菜花盛花期的影响,结果表明:盛花期与越冬期积温呈明显的负相关性,活动积温越大,盛花期越早;盛花期距平与气温、日照和降水均有一定的关系,但是盛花期对气温因子比较敏感,对降水和日照因子不太敏感;利用各旬气温、降水和日照等40个因子进行逐步回归,得到盛花期距平的预报模型,进行回报检验拟合度较高。     

气象要素对大豆产量的影响分析

基于2001-2009年大豆田间试验观测数据,利用相关和通径分析揭示了大豆不同发育期的气象因子和生物因子对大豆产量的影响。结果表明：不同发育期的气象要素对大豆产量影响效果不同,其中开花-结荚期的平均气温与大豆产量相关性最大,为0.90,其次为播种-出苗期的降水,相关系数为0.71,结荚-鼓粒期的相对湿度和日照时数,分枝期的生物量和开花期的叶面积对大豆产量具有一定影响（r>0.5）。通径分析显示具有显著直接作用的因子是开花期的叶面积,不同发育期的气温与降水主要通过对生物量和叶面积的间接作用来影响大豆产量,结荚-鼓粒期的相对湿度和日照时数对产量具有较大的直接作用。耦合气象因子与生物因子建立大豆产量回归模拟方程,能够较好解释大豆产量（R²=0.99）。     

中国天山积雪对气候变化响应的多通径分析

基于天山山区1961-2013年60个气象站点实测气温、降水、相对湿度、日照时数和积雪深度等气候资料,结合时间序列分析、空间分析以及通径分析等方法,全面精确地获取了天山山区气候变化特征以及气候变化对积雪的通径影响。结果表明：天山山区气候变化显著,主要表现为整体增暖、局部变湿与黯化;气候变暖导致天山山区固态降水（降雪）保证率明显降低,尤其是低海拔区域。各气象要素对积雪不仅存在直接的单因素影响而且各气象要素之间还存在间接的相互交叉、相互联结的多因素影响。单因素影响通径分别为气温、降水和日照时数对积雪深度的3条直接影响通径;多因素影响通径分别为气温、降水和日照时数通过相互之间的内在关系对积雪深度产生的6条间接影响通径。最终结果表明气温是积雪变化的主要影响因素,其影响效应远远大于降水和日照时数的影响。     

影响冬小麦产量的气象要素定量评价模型

利用冬小麦生育期间的逐日气象资料、冬小麦产量和生理气象指标资料,计算了冬小麦全生育期标准化日照时数、有效积温和标准化降水量;在进行通径分析的基础上,分别计算了日照、温度和降水对冬小麦气象产量的贡献率;运用积分回归分析,得到了影响冬小麦产量的逐旬日照时数、有效积温和降水量的影响系数,构建了冬小麦产量气象要素影响定量评价模型。实例应用表明,利用通径分析和积分回归原理计算的气象要素影响系数,能够准确反映冬小麦生长发育过程与气象条件的关系;建立的冬小麦产量气象要素影响定量评价模型能够定量评价全生育期各气象要素对冬小麦产量的影响,具有较高的科学性和准确性;提出的气象要素定量评价技术路线,为开展气象要素定量评价业务服务奠定了很好的技术基础。     

玉林市近10年气候变化特征

利用2001-2010年玉林国家基本站的气象资料,分析了近10年玉林市气温、降水和日照的变化特征。分析结果表明：玉林市年平均气温呈明显上升趋势,其主要是来自夏、冬两季增温的贡献;年降水量总体呈平缓略升态势,10年间降水分布呈两头多,中间少的特点;日照时数前期先降后升,中后期平稳少变,春季略少。     

气象因子对半冬性小麦灌浆速度的影响效应研究

选用黄淮海冬麦区4个半冬性小麦品种郯麦98、山农18、徐麦33、皖麦52为试验材料,通过分期播种试验,利用方差分析、相关分析、逐步回归和通径分析等方法,分析半冬性小麦籽粒灌浆速度变化趋势和气象因子对灌浆速度的影响。结果表明,正常播期冬小麦灌浆速度波动性最小、千粒重最大,迟播10 d冬小麦灌浆速度波动性最大、千粒重最小;华北区品种郯麦98灌浆速度表现最稳定、千粒重最高,而黄淮区品种皖麦52灌浆速度最大;半冬性小麦灌浆持续期为35～39 d;南北气候差异是影响各品种冬小麦灌浆速度不同的原因之一。半冬性小麦各播期灌浆速度的变化趋势一致,灌浆速度变化与相关显著气象因子的变化规律相符合;灌浆速度峰值期一般出现在开花后15～25 d,迟播冬小麦最大灌浆速度出现时间较对照处理提前,不利于提高粒重;气温条件对冬小麦灌浆速度影响显著,其中最高气温要素是影响不同播期品种灌浆速度的共有关键因子。通径分析表明,最高气温对灌浆速度的作用由自身的直接效应决定,而日照时数与最低气温对灌浆速度的作用与间接效应一致;最高气温平均值对灌浆速度的影响最重要,日照时数和最低气温平均值对灌浆速度的影响较弱;最高和最低气温平均值、日照时数均为灌浆速度的限制因子,其中最高气温平均值对灌浆速度变化的决策作用最大。     

黔东南州种植蜂糖李气候适宜性研究

从气候角度分析黔东南州种植蜂糖李适宜性,为蜂糖李种植选址提供气候可行性依据。利用2011-2020年黔东南州200个区域气象站资料和蜂糖李品质最优的产地贵州省安顺市镇宁县六马镇区域气象站资料,用数理统计方法,计算黔东南州200个乡镇与六马镇气温、降水和日照气候指标相对应的气候值,利用适宜度模型计算各乡镇气候适宜度。结果表明：黔东南州有37.5%的乡镇处于蜂糖李种植气候适宜区,没有气候最适宜区域;蜂糖李开花坐果期的气候适宜度低于萌芽、果实生长以及果实成熟期,是制约黔东南州蜂糖李生长的关键期;气温综合适宜度＞日照综合适宜度＞降水综合适宜度,开花坐果期阶段性持续低温、雨日多、日照少是制约黔东南州蜂糖李生长的主要气候要素。黔东南州地形起伏大,气候差异明显,蜂糖李种植要根据当地地形和气候要素情况,选择日照多、雨日少、气温高、向阳、开阔等区域开展种植。     

嘉兴市夏季水泥地面温度特征分析与预报

对嘉兴市2006、2007年夏季（6-9月）生态观测场水泥地面温度与同步观测的百叶箱自动观测空气温度资料进行统计分析,结果表明：夏季水泥地温的平均温度、极端最高温度均与百叶箱温度在日、月、季同步变化,但差异特点明显,最大差异表现在夏季日最高温度上;夏季24 h各时次的温度变化与百叶箱温度比较,水泥地温度具有极端最高温度出现早、高温时间短、差异大、早晨最低温度接近并略偏高的特性;夏季水泥地面最高温度与日照、降水、风向风速、相对湿度等要素密切相关。采用最优子集回归方案和卡尔曼二次滤波预报方案对水泥地面最高温度作定量预报输出,结合不同天气（晴天、多云到阴、降水）类型给予不同的人工修正,能在实际专业预报服务中取得较好的效果,可提高夏季城市专项气象服务水平。