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物候模型在北京观赏植物开花期预测中的适用性

张爱英 王焕炯 戴君虎 丁德平

张爱英, 王焕炯, 戴君虎, 等. 物候模型在北京观赏植物开花期预测中的适用性. 应用气象学报, 2014, 25(4): 483-492..
引用本文: 张爱英, 王焕炯, 戴君虎, 等. 物候模型在北京观赏植物开花期预测中的适用性. 应用气象学报, 2014, 25(4): 483-492.
Zhang Aiying, Wang Huanjiong, Dai Junhu, et al. Applicability analysis of phenological models in the flowering time prediction of ornamental plants in Beijing area. J Appl Meteor Sci, 2014, 25(4): 483-492.
Citation: Zhang Aiying, Wang Huanjiong, Dai Junhu, et al. Applicability analysis of phenological models in the flowering time prediction of ornamental plants in Beijing area. J Appl Meteor Sci, 2014, 25(4): 483-492.

物候模型在北京观赏植物开花期预测中的适用性

资助项目: 

国家自然科学基金项目 41030101

北京市自然科学基金项目 8112028

详细信息
    通信作者:

    张爱英, email: bjzhangay@bjmb.gov.cn

Applicability Analysis of Phenological Models in the Flowering Time Prediction of Ornamental Plants in Beijing Area

  • 摘要: 以北京地区玉渊潭公园杭州早樱 (1998—2012年)、密云农业气象试验站白玉兰 (1996—2012年) 及颐和园公园山桃 (1981—2012年) 物候观测资料和海淀、密云气象站的1981—2012年逐日平均气温观测资料为基础,分别应用国际通用的3种物候模型 (SW模型、UniChill模型和统计模型) 对以上植物的始花期和盛花期建模,并评估模型适用性。结果表明:SW模型在北京地区3种观赏植物开花期预测中适用性最高,其交叉检验的均方根误差仅为1.93~3.58 d, 其次为UniChill模型 (均方根误差为2.49~3.79 d),统计模型效果最差 (均方根误差为2.36~4.24 d)。因此,推荐在观赏植物开花期预测业务中采用SW模型。
  • 图  1  本研究所用物候观测站和对应的气象站位置

    Fig. 1  Location of phenological and meteorological stations

    图  2  SW模型、UniChill模型和统计模型模拟的杭州早樱始花期和盛花期

    Fig. 2  Effectiveness of SW Model, UniChill Model and Statistical Model for simulating the flowering date and the full flowering date of Prunus discoidea

    图  3  SW模型、UniChill模型和统计模型模拟的白玉兰始花期和盛花期

    Fig. 3  Effectiveness of SW Model, UniChill Model and Statistical Model for simulating the flowering date and the full flowering date of Magnolia denudata

    图  4  SW模型、UniChill模型和统计模型模拟的山桃始花期和盛花期

    Fig. 4  Effectiveness of SW Model, UniChill Model and Statistical Model for simulating the first flowering date and the full flowering date of Amygdalus davidiana

    图  5  1982—2012年观测与模拟的山桃始花期和盛花期序列

    Fig. 5  The observed and simulated the first flowering date and the full flowering date of Amygdalus davidiana from 1982 to 2012

    表  1  本研究所采用观赏植物及物候资料一览表

    Table  1  Phenological data used in this study

    物种观测地点资料时段资料来源
    杭州早樱玉渊潭公园1998—2012年自主观测
    白玉兰密云农业
    气象试验站
    1996—2012年农业气象
    试验站观测
    山桃颐和园公园1981—2012年中国物候观测网
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    表  2  SW模型模拟3种植物始花期和盛花期的模型参数及其检验结果

    Table  2  Model parameters and test results of SW Model for simulating the first flowering date and the full flowering date of three plants

    模拟项目模型参数内部检验交叉检验
    t0TbG/(℃·d)ERMS/dESERMS/dES
    杭州早樱始花期13.0131.71.590.94*2.350.88*
    杭州早樱盛花期13.0149.51.880.91*1.930.91*
    白玉兰始花期13.0124.52.910.84*3.580.74*
    白玉兰盛花期13.0146.52.300.87*2.350.85*
    山桃始花期280.0152.32.450.90*2.750.88*
    山桃盛花期280.0180.13.050.85*3.160.84*
    注:*表示达到0.001显著性水平。
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    表  3  UniChill模型模拟3种植物始花期和盛花期的模型参数及其检验结果

    Table  3  Model parameters and test results of UniChill Model for simulating the first flowering date and the full flowering date of three plants

    模拟项目模型参数内部检验交叉检验
    adeklCG/(℃·d)ERMS/dESERMS/dES
    杭州早樱始花期0.093.9416.66-0.2915.5972.123.591.690.93*3.260.75*
    杭州早樱盛花期0.093.9416.66-0.2815.5972.124.062.270.87*2.820.81*
    白玉兰始花期0.074.0012.39-0.2315.9431.185.272.740.84*3.790.68*
    白玉兰盛花期0.074.0012.39-0.2315.9431.186.002.220.86*2.490.82*
    山桃始花期0.073.5218.16-0.2115.7887.144.552.330.91*2.730.88*
    山桃盛花期0.073.5218.16-0.2115.7887.154.872.510.90*2.680.88*
    注:*表示达到0.001显著性水平。
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    表  4  统计模型模拟3种植物始花期和盛花期的模型参数及其检验结果

    Table  4  Model parameters and test results of Statistic Model for simulating the first flowering date and the full flowering date of three plants

    模拟项目模型参数内部检验交叉检验
    hz月份ERMS/dESERMS/dES
    杭州早樱始花期-3.76113.1532.200.85*2.670.78*
    杭州早樱盛花期-3.53113.9532.150.86*2.370.83*
    白玉兰始花期-3.97114.9833.620.70*4.240.59*
    白玉兰盛花期-3.38114.6533.310.67*3.840.56*
    山桃始花期-3.67104.3033.570.77*3.820.74*
    山桃盛花期-3.89108.8833.470.80*3.750.77*
    注:*表示达到0.001显著性水平。
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    表  5  SW模型、UniChill模型和统计模型的交叉检验结果对比

    Table  5  Cross-validation results of SW Model, UniChill Model and Statistic Model

    模型ESERMS/d
    SW模型0.74~0.911.93~3.58
    UniChill模型0.68~0.882.49~3.79
    统计模型0.56~0.832.37~4.24
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    表  6  SW模型、UniChill模型和统计模型预测观赏植物开花期准确率 (单位:%)

    Table  6  Predicting accuracy of SW Model, UniChill Model and Statistical Model for simulating the flowering date of three plants (unit:%)

    观赏植物SW模型UniChill模型统计模型
    始花期盛花期始花期盛花期始花期盛花期
    杭州早樱93.7593.7581.2575.0087.5087.50
    白玉兰66.6788.8970.5988.8941.1855.56
    山桃92.8685.7185.7182.1464.2967.86
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-01-11
  • 修回日期:  2014-05-05
  • 刊出日期:  2014-07-31

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