樱花花期预报中形态测量法的应用

利用形态测量法进行樱花花期预报的研究计文颖首都师范大学资源环境与旅游学院地理科学系摘要本文介绍了对玉渊潭樱花花芽和开花日期，建立了花芽开花前某天的长、宽以及这两者的乘积与当天距始花天数之间的数学模型，并通过进行相关系数和数模自检等相关检验的方法，验证了这种方法进行花期预测的准确性和可操作性，并据此为相关部门提供了建议。关键词樱花花期预报形态测量预报模型相关性检验引言万物生长都有一定的规律，植物的花芽萌发后，体积不断变化，这种变化与花开放的时间有一定的相关性。因此，通过对花芽的长、宽等特征进行连续测量、统计和分析就可以对花期进行比较准确的预测并以此来指导生产、生活。目前公园每年春季举办的“樱花赏花会”国内知名，荟萃二千余株樱花的“樱花园”，在春风中树树绯云绛雪，赏花人潮如融融春水涌动，成为京城早春特有的景致，因此，准确地预报花期对公园和游客来说有都很大的实际意义。基于此种目的，我们进行了花期预测的相关研究。材料与方法材料获得和玉渊潭樱花基本情况北京玉渊潭公园现有樱花二十余种，共计近两千株，大部分集中在公园东侧的樱花园内。此次研究的材料选自樱花园内，确定十六株长势良好的樱花（包括杭州早樱2棵、山樱3棵、大山樱4棵、关山樱4棵、染井吉野3棵），并编号，进行定人定株的观测。数据的收集与整理测量方法采用坐标纸投影法，即将选定的花芽贴置在坐标纸上，从芽的基部测起，两侧其最大长度（长轴）和最大宽度（短轴）。以毫米为单位，估测到小数点后一位。自对花芽的测量自3月1日（杭州早樱花芽萌动）起至花芽分离那一天为止。起初隔天观测一次，随着花芽不断增大和花期的临近，改为每日观测。在每株待测的樱花上随机选取10枚发育正常的花芽进行测量，并将结果及时填于观测记录表中。每次记录要同时录入天气状况以及周围其他动植物物候现象，以供日后分析研究。另外，各株樱花的始花日期要准确记录。观测后，及时计算花芽的长轴与短轴的乘积，以及十枚花芽长轴、短轴以及二者乘积的均值，填入记录表。全部观测结束后，计算每次观测日期与始花日期之间相差的天数（距始花天数）。将每日观测的均值转录入Excel工作表中进行处理，首先将同种樱花按距始花天数进行排序，随后分别计算各株樱花的长轴、宽轴和两者乘积的三日滑动平均值。这样，距始花天数（Y）与相应于这一天的各株观测数据：长轴三日均值（Xa）、短轴三日均值（Xb）和这两者成绩（Xa*b）之间分别构成变量对，据这些变量对绘制散点图，如下从散点图可以看出，各对变量中X与Y具有良好的相关性。进一步对它们进行相关分析，得出回归方程，其相关系数R均通过了α=0.01的显著性检验。诉依据其他各曾株樱花的观上测数据所绘扬的散点图也浴明显显示出盒距始花天数焦与花芽生长俩量具有野很好的相关梨性。进行相疏关回归分析苦相关系数的览平方R锤2笼分别为：赏距始花天数甚与花芽各生消长量的相关肺系数性被测樱花模长a爱宽b氏a*b宋杭州早樱绕03杭1绘0.963遣9予0.88傍0.959枕9镰03杭2破0.789潮4峡0.881骆5洋0.878筹山樱抛01山5雕0.931坡8锣0.957滩9闯0.944丢2揪01山6忙0.941笨4追0.951愁0.936叙9蜓06山1椒0.941附5吉0.811伙4铲0.913屠1芽大山樱相01大2晌0.814嫩1勒0.752搜7田0.287美7跪01大3蜻0.794艺0.921挺8信0.899饮9终03大1答0.633考8中0.613狭1感0.656显7疤大4黄0.753属1娇0.890丑9飞0.851故6掘关山樱灯关3政0.739姓9禽0.888脱4绳0.854悄8念普1质0.866许0.959压1饥0.941脂5敞04关廉1界0.936渐8贪0.937克1闯0.936垂3潮05关1叨0.863浩5闲0.612啦0.743隔3租染井吉野岗03吉2攻0.934突5食0.968束2菌0.961享7秋03吉3诊0.836士2荒0.885恳0.878遍6商03吉8征0.931玻9裤0.967款0.967谦5表1新表1显示，欧被观测的1跃6株樱花的对花芽生长量康均与距始花尽天数有很好版的相关性，周经检验，它框们的相关系材数R均通过孔了忽α封=0.01怎（n据观测惑持续天数取尿相应值）的愁显著性检验越。斧建立预报模叫型适建立Y与X查之间的数学干关系，用可厕以得到较高摊的R篇2莲值得幂函数喘表示，得到怒的回归方程企即为预报模腔型。各对变共量得到的相袭应方程如下袋：航预报模型勾被测樱花撒长a获宽b拉a*b古杭州早樱涛03杭1味Y=1期723X贡-2.65很46压Y=9帆84.21飘X默-3.41挑1野Y=1托545.8影X蔑-1.53滑56欢03杭2宪Y=4葬179.6产X清-2.95灵42助Y=8迎31.95浇X垫-3.13梳13忍Y=2绕224.7叶X电-1.56封43箱山樱腥01山5悠Y=2星23.68愈X搞-1.15后27音Y=1遥55.31趴X摄-1.40料55得Y=1舅91.44厘X哨-0.63圆3队01山6诱Y=2育15.97欢X宿-1.13届24信Y=1掀67.42孔X瞒-1.42首95配Y=2睛01.75廉X小-0.64辽34猾06山1傲Y=2役522.5雄X扎-2.34睬71迟Y=2择86.99乐X荷-1.93脸52稀Y=1膀006.3寒X多-1.13涉23昌大山樱笛01大2汇Y=1锄323X烫-2.17天82粪Y=3滨03.53病X码-2.05骆71框Y=6强52.86洽X扮-1.06辈99飞01大3挂Y=8猪977X朝-3.25敲55旬Y=1检314.7助X柄-3.10匆06敬Y=3照648.9吨X丙-1.60让97均03大1睛Y=1忧8祸93.8X基-2.81谋36描Y=2纵023.6偏X植-3.92址69精Y=2藏310X帜-1.69肉53帖大4助Y=1恋464.5悠X响-2.34给46但Y=5伸86.62侄X妇-2.44办3看Y=1躁044.7恋X稼-1.22敬81匆关山樱维关3炼Y=1见4415X乘-3.01执91帆Y=6赌22.59崖X架-2.24葱71缩Y=2弹613X视-1.31孔32斥普1栗Y=8祖061.6剩X婶-2.68兵17姥Y=3优40.1X洋-1.86旱2逆4帐Y=1他369.2车X竿-1.12青39因04关1坚Y=8周061.6株X惩-2.68盒17棋Y=3湿40.1X源-1.86侧24干Y=1瓜369.2粪X山-1.12箩39棒05关1羽Y=2音281.1舟X青-2.10笋67亲Y=2栽71.45溜X草-1.58脾63闷Y=8扯53.95响X茶-0.96根87叛染井吉野倾03吉2旨Y=3紧672.6林X亏-2.63费14篮Y=2蓬35.24锯X摄-1.95娇34挡Y=7沸77.31疤X容-1.12琴61伍03吉3榆Y=1产9412X爽-3.35裁02酿Y=2删72.25抱X丹-1.95盐22房Y=1嗽355.9涂X碌-1.24弓18倡03吉8仔Y=4疗193.4周X郑-2.修7429环Y=2婶27.03挡X闯-1.97袖12还Y=8探19.94隔X枣-1.16病36表2检验及结果垦为了可考察撑所得预报模跟型的准确性仁，我们进行介了回报检验童，并进行准制确性评级，往将回报数据研按绝对误差意分级，具体引为：犯≤笔1天为i级谅，2~3天铺为ii级，熟4~5级为雹iii级，常＞5天为i蔑v级。然后肥计算各级回否报次数占总凭回报次数的乐百分率，按税照i级为4座分、ii级端为3分、i借ii级为2畏分、iv级蛋为1分的标扑准予以评分耽，即将优劣革不同的回报愿结果赋以不杆同的权重。驱将同一回报已序列的各级虚得分加合在骑一起得到该狮预报模型的事总分，并计相算其满分率梁，即某一模励型所的总分释占满分40势0分的比例穗，以此反映库该模型的回预报水平。仍粱以03杭1岁为例说明（酬杭州早樱）当03杭1预司报模型的自仓检验良实距唱始花饺天数半长a宾检验分所得俗天数预差值予等级理宽b伍检验探所得阴天数黎差值挺等级畅a*b役检验伶所得协天数西差值肯等级适24翅5.35秃20建4退iii遮2.83略28界4核iii捧15.29颜23随1勉i脆23啄5.36宁20店3着ii雨2.93敬25学2峰ii盾15.75灶22厉1对i桑22漠5.36拜20建2衡ii榨3.02磨23敞1喂i扛16.21体21捷1奶i辈2皮1奸5.18映22霸1军i膊3.16职19英2盗ii别16.38龄21帝0确i虎20精5.00舅24叨4薯iii斩3.30驻17利3毯ii穗16.55向21雀1勿i葡19第5.39蛮20根1疏i铲3.40爹15芳4螺iii贡18.42臣18待1乎i尖18妹5.78奋16仿2辰ii昼3.49枯14朴4拿iii塘20.30蔽15少3沃ii茄17球5.81勤16澡1坛i纲3.42诊15贞2岂ii薪19.94很16吗1法i休16韵5.83绕16凯0您i屠3.35真16遣0驰i上19.58撇16料0惧i秘15吨6.08弊14则1蓬i境3.32院17绒2彼ii撤20.20季15上0丈i御14弄6.33橡13覆1标i寒3.28义17焰3饰ii给20.81栽15住1达i休13茧6.18注14芝1陵i播3.45枝14要1梅i丹21.25抗14蠢1出i原12顿6.02粥15董3撑ii宅3.61昂12笨0精i侨21.69算14批2昼ii本11逢6.43遭12抖1掏i虎3.58微13盘2谎ii市23.02岁13吼2迎ii届10恳6.84客11扬1伟i猛3.55镰13厕3困ii视24.35霜11秘1称i往9建7塞.26坊9北0哈i聚3.87老10路1雀i突28.23哄9购0雷i永8肥7.68愤8科0梳i类4.18剧7塔1探i肌32.11稍8孝0尽i坟7巡8.09番7扯0豪i钻4.36术7融0擦i张35.70测6扎1被i构6网8.50神6潜0亏i酒4.53雅6禁0锯i瞎39.28沸6锹0怀i表3嫩分级统计结失果租芽长a折芽宽b泥A听*b勤等级沟天数菠百分率模等级斗天数钩百分率特等级感天数启百分率粮i扬13叨68.42阿i临8尤42.11兴i疯16坟84.21偿ii爷4优21.05姑ii直8枪42.11呜ii沸3怀15.79部iii疯2朽10.53鸣iii趋3勾15.79老iii行0爬0.00畜iv两0牲0.00蚂iv忽0惠0.00便iv摩0随0.00零平均让误差南1.30伯平均滤误差届1.87备平均修误差目0.88吧总分题357.8艰9昆满分扇率旁89.47奸总分垄326.3毅2行满分染率易81.58日总分际384.2充1烟满分冠率闲96.05表4狗同样方法处践理其它数据摘，得到其它千各预报模型申的检验结果加，如下：董全部预报模歼型的检验结够果版结果裹被测樱花制芽长莲芽宽命a*b陈总分渴满分率斧总分俱满分率眯总分遵满分率岔杭州早樱薄03杭1龄357.9章89.47弦326.3没81.58起384.2絮96.05这03杭2弦300项75苦310.5组77.63育347.4滑86.84稳山樱肉01山5牺300昆75迈311案77.89体300局75蛾01山6促311.5哥77.89联323.1闷80.77丧219.2败79.81桃06山1脚361.9威90.48顽333.3失83.33双352.4驳88.19蚕大山樱报01大2利257.7铜64.42错246.2嘱61.54旺261.5晌65.腐35旗01大3交245.2祝61.29欣303.2排75.81煮274.2身68.55艳03大1附203.2及50.81恳203.2镰50.81辰203.2溉50.81狠大4汽248.1胞62.04蔑314.8慨78.70铜281.5零70.37概关山樱纺关3裁248.6笑62.14格268.6肤67.14务271.4姑67.86植普1层251.5撑62.88慧309.1慈77.27涉303.0柴75.76商04关1稼275.4捷68.85筑312.1厘78.03煎300低75占05关1狐277.8拢69.44其241.2服60.29淋264.7孤66.18使染井吉野仍03吉2饺324.0抗81.00减332.0术83.00碰332.0搅83.00绳03吉3册290.9肢72.73伪309.1列77.27施318.2崭89.55斜03吉8仓285.2或71.30关337.0蔑84.26既329.6误82.41表5小结记表5数据显爬示出除03罢大1（大山推樱）的预报忽模型满分率番不足60%笔之外，其它疾各株的预报坛模型满分率盗均在60%腿以上，可作锈粗略花期预孟报之用；其甘中03杭1勉、03杭2想、06山1领和03吉3狱部分模型满肯分率达85码%以上，是队较为精确的限预报模型。劲从分级统计扬结果看，观馋测初期预报屿的准确性较竭低，出现这桌样的