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基于气象条件下的牡丹花期预报预测研究(3)
首先对旬平均气温、有效积温、平均日照时数和日平均相对湿度4个因子建立模型,并进行显著性分析,得出模型参数和置信区间分布(表4)。通过逐步剔除因子,使用有效积温和气温2个因子开展建模进行显著性分析,得出模型参数和置信区间分布(表5)。
表4 4个因子模型置信区间剩余差相关系数(R2)统计量(F)显著性水平(P)3.08860..
表5 积温和气温因子模型置信区间剩余差相关系数(R2)统计量(F)显著性水平(P)3.02380..
经过比较,在建立模型中选取4个因子作为预报要素,模型显著性并不理想。而依次剔除不同的因子后,发现当保留旬平均气温和有效积温时,模型显著性为最强。比对表4和表5,使用4个预报因子时F值为1.653;而使用旬平均气温和有效积温进行预报时,F值为4.235。因此,只使用旬平均气温和有效积温因子进行花期预报比使用4个因子进行预报的效果更加显著。
2.4 建立预报模型
综上考虑,采用旬平均气温和有效积温作为牡丹花期预报预测的主要因子指标。临夏市紫斑牡丹解除休眠日期为2月23日左右,萌动期为3月3日左右,将3 ℃作为预报起始气温,由于当地气温稳定通过3 ℃的日期在3月3日左右,选取3月3日至牡丹盛花期(开花率达60%)所经历的日数作为预报变量(Y), 选取3月3日至气温稳定通过3 ℃的首日日数作为第一个指标(X1),选取气温稳定通过3℃的首日至有效积温稳定通过350 ℃·d的日数作为第二个指标(X2)。临夏市开展牡丹文化节时间为每年4月28日左右,因此选取预报因子截止4月23日,可以进行5 d及以上的预报。选取实际气温稳定通过3 ℃的首日至4月23日旬平均气温之和为第三个指标(X3)。使用临夏州农业科学院的2010~2017年牡丹花期观测记录和2018年牡丹花期实际观测记录,以及对应当年气象观测资料,对Y、X1、X2、X3进行回归分析,建立花期预报预测模型:
Y=+
2.5 模型检验
2.5.1 牡丹花期预报预测检验 使用花期预报预测回归方程对2010~2018年牡丹花期进行预报预测,除了2013年预报误差为4 d,2015年预报误差3 d,其余年份误差均≤2 d。根据现有资料进行预报预测检验,误差≤2 d的花期预报预测准确率为77.8%;误差≤3 d的准确率为88.9%;误差≤4 d的准确率为100%。
2.5.2 置信度检验 设定置信度为α=0.95条件下,对建立的花期预报预测模型进行2011~2018年牡丹花期预报预测的区间估计,9年中有7年的实际开花期均在α=0.95的置信区间内,牡丹实际盛花期与模型预报预测花期最多相差4 d,相差2 d的预测结果占到77.8%,相差3 d的预测结果占88.9%。
3 结论
(1)临夏市栽培种植的紫斑牡丹在2月23日左右解除休眠,在春季气温为3 ℃时开始萌动,而当地日平均气温稳定通过3 ℃的在3月3日之后。
(2)选取对影响牡丹花期的旬平均气温、有效积温、光照和空气相对湿度等气象因子,进行主成分分析和逐步回归分析,发现日平均气温稳定通过3 ℃之后的气温和有效积温对牡丹花期影响最显著。这与之前学者研究得出的气温是影响牡丹花期的重要因素、气温和有效积温是花期预测的重要指标的结论相一致。通过进一步选取气温和有效积温作为牡丹花期的预报因子并建立预报模型:
Y=+
(3)对牡丹花期预报预测模型进行检验,在置信度取α=0.95的条件下,牡丹实际盛花期与模型预报预测花期最多相差4 d,相差2 d的预报预测结果准确率为77.8%,相差3 d的预报预测结果准确率为88.9%。
(4)牡丹花期为7~10 d,而模型预报预测最大误差在4 d以内,因此,花期预报模型的可靠性和可信度都是有保障的,它为临夏市开展牡丹花期预报提供了基础,为开展河州牡丹文化节的组织都提供了决策依据。
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文章来源:《牡丹》 网址: http://www.mdzzs.cn/qikandaodu/2020/0801/533.html