喀什地区杏树开花始期与气象因子的相关性及预报方法研究

克日木·阿巴司，努尔帕提曼·买买提热依木，孟凡雪，帕提曼·阿布都艾尼，张 琴

（新疆维吾尔自治区喀什地区气象局，新疆 喀什 844000）

0 引言

杏(Prunus armeniaca)是蔷薇科(Rosaceae)杏属(Prunus)果树，在国内大多数省区都有种植，新疆是杏树的起源地之一[1]，已有1600多年的栽培历史[2]，是重要杏产区[3]。2019年新疆杏的种植面积近15万hm2，主栽品种有赛买提杏、黑叶杏、白油杏、明星杏、胡安娜、克孜郎、小白杏、库买提、阿克西米西等[4]。新疆各地均种有杏树，其中喀什地区种植面积第一，喀什地区杏品种以赛买提系列为主，主要分布于英吉沙、叶城、莎车、麦盖提、巴楚，喀什市，疏附、疏勒等县（市）。在喀什地区，杏树已成为发展农村经济的主要果树之一，除了杏的产品价值，杏花已成为特色旅游项目，杏花节也成为助力农民增收的新途径。杏是春季开花较早的树种之一，春季杏花开放会吸引大量的游客来观赏。随着旅游业的蓬勃发展，花期预报也日益受到人们的关注。杏花节旅游活动的成功举行依赖于实际的开花时间，准确的预测观赏植物的开花期可为公众的出游安排提供指导。

开花是个复杂的生理现象，受多种气象要素的影响[5-6]，花期的早晚直接影响果树生产和花期观赏的效果[7-8]。果树的花期预报在国外早已引起研究工作者的重视，目前很多国家都根据各地花期和气象条件之间的定量关系做出了花期预报模型，及时对花期进行预报。如日本气象厅把果树花期的预报作为一项正常农业气象服务项目，每到花期一定时期进行全国性的花期预报[9]。国内对于植物花期与气候关系分析及花期预报已有许多报道[10-11]，从20世纪80年代开始对果树花期进行研究，研究证明，在全球气候变暖的大背景下，气候变化已通过改变植物花期对赏花旅游产生了影响[12-13]。

在全球变暖背景下，过去50多年新疆气候总体呈显著变暖趋势[14-15]，随着气候变暖，导致稳定通过≥0℃积温增多[16]。有研究表明，气候变暖，使开春期提早，积温增多，植物春季物候提前[17-18]。笔者利用杏树始花期资料和地面气象观测资料，对影响喀什地区杏树始花期的气象因子进行分析，并对杏花节气象预报方法进行研究，以期为喀什地区杏树始花期气象预报服务提供参考，对及时准确地进行杏花花期预报将具有实际应用的意义和价值。

1 研究区概况

喀什地处新疆维吾尔自治区西南部[19]，东经71°39′—79°52′、北纬35°28′—40°16′之间[20-21]，东临塔克拉玛干大沙漠，东北与阿克苏地区的柯坪县、阿瓦提县相连，南依喀喇昆仑山，与西藏阿里地区为邻，西靠帕米尔高原，西北与克孜勒苏柯尔克孜自治州的阿图什市、乌恰县和阿克陶县相连，东南与和田地区的皮山县相连。喀什地区西、南、北三面环山[22]，东面朝塔里木盆地开口地势[23]，由西南向东北倾斜，属温带大陆性干旱气候[24-25]。

2 资料来源及研究方法

2.1 资料来源

选取新疆喀什地区偏北代表站喀什国家基准气候站（75°45′E，39°29′N，海拔1385.6 m）、偏南代表站叶城国家一般气象站（77°24′E，37°55′N，海拔1360.4m）、莎车国家基本气象站（77°16′E，38°26′N，海拔1231.2 m）、偏东代表站巴楚国家基本气象站（78°34′E，39°48′N，海拔1117.5 m）、麦盖提国家基本气象站（77°38′E，38°55′N，海拔1117.5 m）等5个气象站从1984—2019年的逐日平均气温、最低气温、降水量、日照时数等气象资料和同期杏树历年花芽膨大、花芽开放、开花始期的物候资料，对喀什地区近36年气候资料以及杏树从花芽膨大期至开花始期的气象资料与物候期的变化特征进行分析，探讨喀什地区近期气候变化对杏树开花始期的影响。

2.2 研究方法

数据处理及分析在Microsoft Office Excel 2003的支持下进行。利用气候倾向率和气候趋势系数方法将喀什地区杏树开花始期与气象因子进行相关分析，找出对开花始期影响显著的因素，并通过相关分析和线性回归方法评价气象因子对杏树开花始期的影响。

3 结果与分析

3.1 喀什地区杏树花芽膨大、花芽开放以及开花始期变化特征

近36年来，喀什地区杏树花芽膨大期为2月5日—4月1日，平均日期为3月6日，其中麦盖提县杏树花芽膨大平均日期较早，为3月1日，喀什市杏花芽膨大平均日期较晚，为3月16日（图1）；近36年来，花芽膨大期均表现出不同程度的提前趋势，提前趋势为5.3～8.7 d/10 a(P＜0.01)；其中莎车县杏树花芽膨大期的提前趋势较明显，为8.7 d/10 a(P＜0.01)。近36年来喀什地区杏树花芽开放期为2月22日—4月10日，平均日期为3月18日，其中莎车县杏树花芽开放平均日期较早，为3月15日，喀什市杏树花芽开放平均日期较晚，为3月23日；近36年来，花芽开放期均表现出不同程度的提前趋势，提前趋势为3.1～5.6 d/10 a(P＜0.1)；其中，巴楚县杏树花芽开放期的提前趋势较明显，即5.6 d/10 a(P＜0.1)。近36年来，喀什地区杏树开花始期为3月13日—4月13日，平均日期为3月26日，其中莎车县杏树开花始平均日期较早，为3月25日，喀什市杏树开花始平均日期较晚，为3月28日；近36年来，开花始期均表现出不同程度的提前趋势，提前趋势为2.2～3.6 d/10 a，其中，喀什市杏树开花始期的提前趋势较明显，为3.6 d/10 a(P＜0.05)。

图1 1984—2019年喀什地区杏树花芽膨大、花芽开放、开花始期变化

3.2 杏树开花始期前期的气象因子变化特征

从喀什地区1984—2019年气候因子的趋势系数（表1）可知，1984—2019年喀什市、叶城县、莎车县、巴楚县、麦盖提县，1月中旬、2月下旬、3月上中下旬平均气温，2月、3月平均气温，冬季平均气温呈线性上升趋势，气候倾向率为0.1～1.5℃/10 a。2月上旬平均气温呈线性下降趋势，气候倾向率为-0.5～-0.2℃/10 a，其他旬、月平均气温上升（下降）趋势整体没有一致性的特征；近36年来，喀什市、叶城县、莎车县、巴楚县、麦盖提1月中旬、2月下旬、3月上中下旬最低气温、3月最低气温呈线性上升趋势，气候倾向率为0.2～1.7℃/10 a，其他旬、月以及冬季最低气温上升（下降）趋势整体没有一致性的特征；1月上中旬、2月上旬降水量，1月、2月降水量，冬季降水量呈线性增多趋势，气候倾向率为0.1～3.9 mm/10 a；3月中下旬降水量、3月降水量呈线性减少趋势，气候倾向率为-2.0～-0.1 mm/10 a，其他时间降水量增减趋势整体没有一致性的特征，并均未通过显著性检验；2月下旬、3月中下旬日照时数，2月日照时数整体呈线性增多趋势，气候倾向率为0.1～14.6 h/10 a；1月下旬、2月中旬日照时数，1月日照时数整体呈线性减少趋势，气候倾向率为-9.7～-0.9 h/10 a，其他时间日照时数增减趋势整体没有一致性的特征，并均未通过显著性检验。

表1 1984—2019年喀什地区气象因子的趋势系数

续表1

3.3 气象因子对喀什地区杏树花芽膨大期的影响

从喀什地区杏树花芽膨大期与不同时段气象因子的相关系数统计表（表2）可知，2月下旬、3月上中下旬平均气温，3月平均气温，2月下旬、3月上下旬最低气温，3月最低气温与喀什地区杏树花芽膨大期的相关性较明显，其相关系数达到-0.7364～-0.3166(P＜0.05)；1月中旬平均气温叶城县和莎车县杏树花芽膨大期的相关系数达到-0.3530～-0.3087(P＜0.05)，2月平均气温与叶城县、莎车县、巴楚县、麦盖提县杏树花芽膨大期的相关系数达到-0.4146～-0.2920(P＜0.1)。降水量与杏树花芽膨大期：1月上下旬降水量、1月总降水量与喀什市杏树花芽膨大期的相关系数达到-0.3743～-0.3203(P＜0.05)；2月上旬降水量与叶城县杏树花芽膨大期的相关系数达到-0.5377(P＜0.01)；1月下旬降水量与麦盖提县杏树花芽膨大期的相关系数达到-0.3447(P＜0.05)；其余时间内降水量与其县（市）杏树花芽膨大期的相关系数没有通过显著性检验。总体来讲，降水量与喀什地区杏树花芽膨大期的相关性不明显。日照时数与杏树花芽膨大期：2月下旬、3月上下旬日照时数与喀什市杏树花芽膨大期的相关系数达到-0.4141～-0.3253(P＜0.05)；3月日照时数与喀什市杏树花芽膨大期的相关系数达到-0.4141(P＜0.01)。总之，喀什地区杏树花芽膨大期与2月下旬、3月上中下旬平均气温、最低气温呈负相关关系，相关性较明显，即气温越高，杏树花芽膨大期越早，与其余气象因素的相关性不明显，这与有些学者[26]对杏树花芽发育的研究结论相似。

表2 喀什地区杏树花芽膨大期与不同时段气象因子的相关系数

续表2

3.4 气象因子对喀什地区杏树花芽开放期的影响

从喀什地区杏树花芽开放期与不同时段气象因子的相关系数统计表（表3）可知，2月下旬、3月上中下旬平均气温，3月平均气温，2月下旬、3月上中旬最低气温，3月最低气温与喀什地区杏树花芽开放期的相关性较明显，其相关系数达到-0.7888～-0.2777(P＜0.1)；尤其是3月平均气温与杏树花芽开放期的相关性最显著；降水量与喀什地区杏树花芽开放期的相关性不明显；2月中下旬、2月日照时数、3月日照时数与喀什市杏树花芽开放期的相关系数达到-0.6560～-0.3468(P＜0.05)；总之，喀什地区杏树花芽开放期与2月下旬、3月上中下旬平均气温、最低气温呈负相关关系，且相关性较明显，即气温越高，杏树花芽开放期越早，与其余气象因素的相关性不明显，这与有些学者[27]开花前温度对杏树开花发育和坐果有影响的研究结论一致。

3.5 气象因子对喀什地区杏树开花始期的影响

从喀什地区杏树开花始期与不同时段气象因子的相关系数统计表（表4）可知，1月中旬、2月下旬、3月上中下旬平均气温，3月平均气温，3月上中下旬最低气温，3月最低气温与喀什地区杏树开花始期的相关性较明显，其相关系数达到-0.9044～-0.4202(P＜0.05)；1月、冬季平均气温，1月上旬、2月下旬最低气温与喀什市杏树开花始期的相关系数达到-0.5008～-0.2790(P＜0.1)，1—2月、冬季平均气温，1月上旬、2月下旬最低气温与叶城县杏树开花始期的相关系数达到-0.4471～-0.2659(P＜0.1)，1月平均气温与莎车县杏树开花始期的相关系数达到-0.2614(P＜0.1)，1月平均气温、2月下旬最低气温与巴楚县杏树开花始期的相关系数达到-0.3528～-0.2751(P＜0.1)，2月下旬最低气温与麦盖提县杏树开花始期的相关系数达到-0.3134(P＜0.05)。降水量与喀什地区杏树开花始期的相关性不明显。2月中旬、3月上中下旬日照时数、2—3月日照时数与喀什市杏树开花始期的相关系数达到-0.7088～-0.3275(P＜0.05)；总之，喀什地区杏树开花始期与3月上中下旬平均气温、最低气温呈负相关关系，且相关性较明显，即气温越高，杏树开花始期越早，与其余降水量、日照时数等气象因素的相关性不明显。这与陆佩玲等[28]的研究结论“在各种气候因子中，气温对树木始花期的影响最强，日照次之，降水量最弱，气温升高、日照时数增加，始花期提前”一致。

表3 喀什地区杏树花芽开放期与不同时段气象因子的相关系数

续表3

4 杏树开花始期预报方法

从喀什地区杏树开花始期前稳定通过≥0℃初日、积温、平均气温的变化，及其之间的相关系数（表5）可知，喀什地区稳定通过≥0℃初日与开花始期之间的趋势系数均通过了信度0.01显著性水平检验；开花始期前稳定通过≥0℃积温与开花始期之间的相关系数、开花始期前5天平均气温与开花始期之间的相关系数均未通过显著性水平检验。对喀什地区杏树开花始期预报提出初步的建议：从近5年、10年的稳定通过≥0℃的初日至杏树开花始期的日数以及积温变化情况来看，喀什地区偏北区（喀什）逐日平均气温稳定通过≥0℃初日的当天到第34天或者开花始期前稳定通过≥0℃积温达到250℃，杏树进入开花始期；偏南区（叶城、莎车）逐日平均气温稳定通过≥0℃初日的当天到第39～41天或者开花始期前稳定通过≥0℃积温达到270～280℃，杏树进入开花始期；偏东区（巴楚、麦盖提）逐日平均气温稳定通过≥0℃初日的当天到第37～39天或者开花始期前稳定通过≥0℃积温到达250～270℃以上，杏树进入开花始期；另外杏树开花始期前5日滑动平均气温稳定通过≥12℃，杏树进入开花始期。

表4 喀什地区杏树开花始期与不同时段气象因子的相关系数

续表4

5 讨论

1984—2019年喀什地区杏树花芽膨大、花芽开放、开花始期平均日期分别为3月6日、3月18日、3月26日，并均表现出不同程度的提前趋势，提前趋势分别为5.3～8.7、3.1～5.6、2.2～3.6 d/10 a，这与仲舒颖等[29]的研究结论过去50年，中国桃、杏、紫荆、紫丁香等植物平均始花期、末花期均显著提前，提前趋势在0.95～1.61 d/10 a之间一致，并与黄文婕等[30]的研究结论1980—2014年贵阳60种典型木本植物始花期总体的提前趋势为2.89 d/10 a一致。

1984—2019年间，喀什地区2月下旬—3月下旬最低气温、平均气温呈增加趋势，升高幅度为0.2～1.7℃/10 a，杏树花芽膨大期、花芽开放期、开花始期与2月下旬—3月下旬最低气温、平均气温呈负相关，主要影响因子为2月下旬—3月下旬的最低气温、平均气温；2月下旬—3月下旬最低气温、平均气温偏高，有利于促进杏树萌芽和提早开花；对喀什地区杏树开花始期影响的各气象因子中，温度因子影响大，日照因子影响次之，降水因子及其他气象因子影响较小；各气温因子中，以最低气温对花期的影响最大，平均气温次之，这些结论与顾品强等[31]对黄桃始花期和成熟期统计预报模型研究的结论相似。

表5 杏树开花始期前稳定通过≥0℃初日、积温、平均气温的变化及之间的相关系数

喀什地区稳定通过≥0℃初日与开花始期之间的的趋势系数均通过了信度0.01显著性水平检验，初步的预报结论：喀什地区偏北区、偏南区、偏东区分别逐日平均气温稳定通过≥0℃初日的当天到第34、39～41、37～39天或者开花始期前稳定通过≥0℃积温分别达到250、270～280、250～270℃或者杏树开花始期前5日滑动平均气温均稳定通过≥12℃，杏树进入开花始期。

6 结论

在喀什地区，杏树已成为发展农村经济的主要果树之一，除杏果的产品价值，杏花已成为特色旅游项目，杏花节也成为助力农民增收的新途径。杏花节旅游活动的成功举行依赖于实际的开花时间，准确地预测观赏植物的开花期可为公众的出游安排提供指导。因此笔者以喀什地区杏树开花期预报为创新点，对影响杏树始花期的气象因子和杏花节气象预报方法进行研究，为杏树始花期做及时准确地气象预报服务提供参考。