梵凈山珙桐始花期預報研究初報

鐘有萍 何歷洪 陳超 楊傳東 李習瑾 胡萍

摘? ?要? ?利用2012—2019年梵凈山景區附近的江口、松桃、印江3站地面氣象觀測資料和珙桐花期觀測，分析近8年珙桐始花期與前期氣溫的相關性，選取關鍵影響因子，建立梵凈山珙桐始花期預報模型。結果表明，梵凈山珙桐始花與前期2—4月各旬、月平均氣溫呈負相關或顯著負相關;利用逐步回歸分析法建立了珙桐始花期的預報模型，通過回代檢驗，預測模型效果較好。

關鍵詞? ?梵凈山;珙桐;氣溫因子;始花期;預報模型

中圖分類號：S687? ?文獻標志碼：A? ? DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.31.022

珙桐又名“中國鴿子花樹”。珙桐以其苞奇特美聞名于世，春季盛花時，珙桐樹含芳吐艷，滿樹似白鴿群聚，為世界著名觀賞樹種，國內外學者譽為“中國鴿子花樹”，是植物寶庫中的一顆明珠。珙桐是世界上瀕于滅絕的、非常珍貴的、我國獨有的單型屬植物，是一種起源古老，第三紀古熱帶植物區系的孑遺種[1]，在第四紀冰川時期，大部分地區的珙桐相繼滅絕，只有在中國南方的一些地區幸存下來，成為了植物界今天的“活化石”，有“植物活化石”之稱。對研究地質演變、氣候變遷有重要意義。由于它具有極高的觀賞價值以及非常罕見等特點，被我國列為國家一級重點保護樹種。在我國湖北、湖南、四川、云南、貴州、陜西、甘肅等7省區均有零星分布[2-3]。梵凈山是全世界珙桐分布最為集中的地區之一，也是國內外較為重要的種源地。在梵凈山浩瀚的林海里，共有珙桐樹11個片區，總面積達80 hm2[4]。

開花期是珙桐一年中最關鍵的物候期，花期20～25 d。隨著各地旅游業發展，近年來，一些科研工作者對各種植物開花期與氣象條件的關系研究較多[5-10]，并取得一些成果，為游客提高各種花期最佳觀賞時間。萬漢蕓等用冬季到2月的逐月和逐旬溫度、降水、日照時數等6個因子進行逐步回歸篩選出3個因子，建立杜鵑花花期預報模型[8];李曉川等選用氣溫≥10 ℃初日、開春期、前冬平均氣溫等因子，利用最小二乘法回歸分析建立了庫爾勒香梨始花期預測模型[9];張秀英等用花前2～3旬的平均旬積溫和平均最高旬積溫通過回歸分析建立桃花花期預報模式[10]。但對珙桐花期的預報卻少見。珙桐花期是梵凈山重要旅游景觀之一，花期的早晚直接影響觀賞的效果。為此，準確及時地進行珙桐花期預報具有重要的實際意義。為了更好地服務當地旅游業，利用梵凈山景區周邊江口、松桃、印江3站氣象觀測資料，選取相關因子，采用逐步回歸方法建立梵凈山珙桐花期預報模型。

1 資料與方法

1.1 資料來源

珙桐樹主要分布在梵凈山區域南線江口縣的黑灣河、銅礦廠;北線松桃縣的陽雀坳、芙蓉壩、烏羅鎮，以及西線印江的金盞坪、沙灣、護國寺、木黃鎮、紫薇鎮等區域，對珙桐觀測僅有8年。由于鄉鎮區域站點資料年限短，本研究選取的氣象資料為距梵凈山珙桐樹林區最近的江口、松桃、印江3個國家氣象觀測站資料。以下研究所用資料為3站2012—2019年的2月上旬至4月下旬各旬、月平均氣溫，日最高、最低氣溫，≥10℃積溫等氣象因子，以及2012—2019年珙桐花期的資料。

1.2 研究方法

目前，珙桐花期只有8年資料，將各年始花出現日期轉化成距4月1日的實際天數，得到始花期的時間序列。采用相關分析法分析始花期與2月上旬至4月下旬各旬、月平均氣溫，日最高、最低氣溫，≥10 ℃積溫等氣象因子的相關性，找出影響始花期的關鍵氣象因子;采用線性回歸方法建立始花期預測模型。

2 梵凈山景區珙桐始花期關鍵氣象因子相關性分析結果

2.1 珙桐樹的生長環境

貴州省梵凈山地區氣候常年溫涼濕潤，在梵凈山國家級自然保護區內，陰涼、多雨、云霧繚繞的環境為梵凈山的珙桐生存提供良好的水分條件[1]。珙桐樹在梵凈山多生長在深溝峽谷兩側，距溝底水平不超過200 m，有的甚至分布于溝底，雖經山水沖刷，根部裸露，但它仍能將其根系穿越巖石縫隙正常生長。在生長區因溫涼、潮濕、降雨量大、常有云霧籠罩等條件而長期保存下來。珙桐每日承受日照大約比同緯度地區其他植物要短2 h左右。所以珙桐林均分布于梵凈山的常綠、落葉闊葉混交林帶，上限為海拔1 800 m，下限為海拔1 000 m，較為集中區海拔為

1 300～1 400 m地帶。

2.2 珙桐樹花期特征

珙桐的花期為20～25 d，開花季節一般在清明后10 d至谷雨后10 d。清明后氣溫穩定和逐步升高，珙桐需5 d左右開始綻開，花瓣邊開邊長大。圖1為2012—2019年珙桐始花期日序數逐年變化與線性趨勢分析結果（圖中實線）。由圖1可見，梵凈山景區珙桐樹始花期大部分年份在4月14—16日，不同年份間差異不大，最早為4月12日（2018年），最晚為4月17日（2012年），最早與最晚年相差5 d。海拔較高的區域晚2～4 d。從其線性變化趨勢線可以看出，梵凈山珙桐始花期有逐年提前的趨勢，其線性傾向率為-3.09 d/10年，即減少速率為每年減少0.309 d。

2.3 梵凈山景區珙桐開花期與前期溫度的關系

梵凈山珙桐分布的南線、北線、西線景區分別在江口、松桃、印江3縣境內，選用江口、松桃、印江3站的氣象資料作相關分析，始花期為景區的平均始花期。對2012—2019年梵凈山周邊2月上旬—4月下旬各旬、月平均氣溫，平均最高氣溫與珙桐樹始花期進行了相關性分析（見表1），結果表明，珙桐樹的始花期與江口站、松桃站、印江站3站的3月平均最高氣溫、3月平均氣溫、3月上旬至4月上旬平均氣溫、2月中旬至4月上旬平均氣溫等相關性較高，江口站相關系數分別為-0.819、-0.759、-0.633、-0.621，松桃站相關系數分別為-0.819、-0.785、-0.771、-0.719，印江站相關系數分別為-0.748、-0.722、-0.584、-0.689，均通過了

α = 0.10水平的顯著性檢驗，由此可見，2—4月的氣溫因子與珙桐始花期呈顯著的負相關，即上述因子值越大，始花期越早。由此可見，影響珙桐花期的氣象因子主要是溫度，關鍵時段是3月上旬—4月上旬，溫度高，始花期提前，反之溫度低，始花期則推遲。

2.4 梵凈山景區杜珙桐始花期與前期活動積溫的關系

活動積溫指大于或等于下限溫度的日平均溫度的綜合。統計2—4月中旬氣溫穩定通過10 ℃的積溫，結果表明，當年2—4月中旬氣溫穩定通過10 ℃以后的積溫與珙桐始花期序列的相關系數江口、松桃、印江分別為-0.519、-0.699、-0.501。雖然每年珙桐始花期不相同，但前期所需的積溫平均在480 ℃左右。由此可見，珙桐始花期與2—4月中旬氣溫穩定通過10 ℃積溫的相關系數較好，適宜選作珙桐始花期的下限溫度。

3 梵凈山珙桐始花期物候預測模型的建立

3.1 因子的確定

對江口、松桃、印江3站的氣象資料作相關分析，江口與松桃、江口與印江、松桃與江口站相關系數分別為-0.959 3、-0.966、-0.973，因此僅選用江口站資料建立珙桐始花期預報模型。表2為選取的前期2月中旬至4月中旬各旬、月平均氣溫因子及與珙桐始花期的相關系數，其中，3—4月的氣溫因子與珙桐始花期的相關性較好。用這8個因子作為候選因子，利用逐步回歸方法建立珙桐樹始花期預報方程。

3.2 預測模型的構建

逐步回歸的基本思想是將變量逐個引入模型，每引入一個解釋變量后都要進行F檢驗，并對已經選入的解釋變量逐個進行t檢驗，當原來引入的解釋變量由于后面解釋變量的引入變得不再顯著時，則將其刪除。以確保每次引入新的變量之前回歸方程中只包含顯著性變量。這是一個反復的過程，直到既沒有顯著的解釋變量選入回歸方程，也沒有不顯著的解釋變量從回歸方程中剔除為止。以保證最后所得到的解釋變量集是最優、最簡單的[11]。

根據梵凈山珙桐樹始花期2012—2017年資料和江口站2月中旬至4月中旬的8個旬、月平均氣溫因子，將各年始花出現日期轉化成日序數，得到始花期的時間序列，采用逐步回歸方法建立珙桐樹始花期預報方程為：

Y=28.355-1.083 7x1-0.242 9x2+0.349 2x3? ? ? ? ? ? ? （1）

式（1）中，Y為珙桐始花期日序數，日期序數轉化為距離4月1日的始花日期，即：y=1，2，3，......，30，對應為4月1日，4月2日，4月3日......，4月30日，其余類推。x1為3月平均氣溫，x2為4月上旬平均氣溫，x3為2月上旬至4月中旬平均氣溫。上述方程經過判別效果顯著性檢驗，在α=0.05的信度。

3.3 預測模型的驗證及訂正

3.3.1 回代檢驗

用2012—2017年氣象數據回代檢驗當年珙桐樹始花期（表3） ，用預報值與觀測數據進行對比以驗證模型的精度。結果表明，預報始花期與實際出現日期在同一天的準確率達33.3%，相差1 d的準確率達66.7%，預測模型效果較好。

3.3.2 預報檢驗

對2018、2019年梵凈山珙桐樹始花期進行預報檢驗，結果表明（表4） ，模型能大致預測出當年珙桐樹始花期出現的時間，預報誤差為-1.6 d、-1.2 d。由此可見，該方程對珙桐始花期的預報效果較好。

4 結論與討論

1）梵凈山珙桐始花期有逐年提前的趨勢;影響珙桐花期的氣象因子主要是溫度，關鍵時間段為3月上旬至4月中旬，珙桐始花期與3—4月的旬、月氣溫的相關系數較好，溫度高，花期提前。反之溫度低，花期推遲。

2）進行珙桐樹始花期預報時，只要把3月平均氣溫，4月上旬平均氣溫，2月上旬至4月中旬平均氣溫，代入回歸方程Y=28.355-1.083 7x1-0.242 9x2+0.349 2x3，求出Y值，即可測算出珙桐始花期。

3）由于區域站資料年代短，珙桐始花期預報模型的建立是用江口站的資料，且著眼于開花前期2—4月氣象因子的相關度，而沒有考慮冬季氣候等許多氣候變化的作用，有待今后進一步研究完善。

參考文獻：

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（責任編輯：敬廷桃）