利用形態(tài)測量法進(jìn)行櫻花花期預(yù)報的研究

1、.天馬行空官方博客： ；QQ:1318241189；QQ群：175569632利用形態(tài)測量法進(jìn)行櫻花花期預(yù)報的研究計文穎 首都師范大學(xué)資源環(huán)境與旅游學(xué)院 地理科學(xué)系摘要本文介紹了對玉淵潭櫻花花芽和開花日期，建立了花芽開花前某天的長、寬以及這兩者的乘積與當(dāng)天距始花天數(shù)之間的數(shù)學(xué)模型，并通過進(jìn)行相關(guān)系數(shù)和數(shù)模自檢等相關(guān)檢驗的方法，驗證了這種方法進(jìn)行花期預(yù)測的準(zhǔn)確性和可操作性，并據(jù)此為相關(guān)部門提供了建議。關(guān)鍵詞櫻花 花期預(yù)報 形態(tài)測量 預(yù)報模型 相關(guān)性檢驗引言萬物生長都有一定的規(guī)律，植物的花芽萌發(fā)后，體積不斷變化，這種變化與花開放的時間有一定的相關(guān)性。因此，通過對花芽的長、寬等特征進(jìn)行連續(xù)測量、統(tǒng)計

2、和分析就可以對花期進(jìn)行比較準(zhǔn)確的預(yù)測并以此來指導(dǎo)生產(chǎn)、生活。目前公園每年春季舉辦的 “櫻花賞花會”國內(nèi)知名，薈萃二千余株櫻花的“櫻花園”，在春風(fēng)中樹樹緋云絳雪，賞花人潮如融融春水涌動，成為京城早春特有的景致，因此，準(zhǔn)確地預(yù)報花期對公園和游客來說有都很大的實際意義?；诖朔N目的，我們進(jìn)行了花期預(yù)測的相關(guān)研究。材料與方法1. 材料獲得和玉淵潭櫻花基本情況北京玉淵潭公園現(xiàn)有櫻花二十余種，共計近兩千株，大部分集中在公園東側(cè)的櫻花園內(nèi)。此次研究的材料選自櫻花園內(nèi)，確定十六株長勢良好的櫻花（包括杭州早櫻2棵、山櫻3棵、大山櫻4棵、關(guān)山櫻4棵、染井吉野3棵），并編號，進(jìn)行定人定株的觀測。2. 數(shù)據(jù)的收集與整

3、理測量方法采用坐標(biāo)紙投影法，即將選定的花芽貼置在坐標(biāo)紙上，從芽的基部測起，兩側(cè)其最大長度（長軸）和最大寬度（短軸）。以毫米為單位，估測到小數(shù)點后一位。自對花芽的測量自3月1日（杭州早櫻花芽萌動）起至花芽分離那一天為止。起初隔天觀測一次，隨著花芽不斷增大和花期的臨近，改為每日觀測。在每株待測的櫻花上隨機選取10枚發(fā)育正常的花芽進(jìn)行測量，并將結(jié)果及時填于觀測記錄表中。每次記錄要同時錄入天氣狀況以及周圍其他動植物物候現(xiàn)象，以供日后分析研究。另外，各株櫻花的始花日期要準(zhǔn)確記錄。觀測后，及時計算花芽的長軸與短軸的乘積，以及十枚花芽長軸、短軸以及二者乘積的均值，填入記錄表。全部觀測結(jié)束后，計算每次觀測日期

4、與始花日期之間相差的天數(shù)（距始花天數(shù)）。將每日觀測的均值轉(zhuǎn)錄入Excel工作表中進(jìn)行處理，首先將同種櫻花按距始花天數(shù)進(jìn)行排序，隨后分別計算各株櫻花的長軸、寬軸和兩者乘積的三日滑動平均值。這樣，距始花天數(shù)（Y）與相應(yīng)于這一天的各株觀測數(shù)據(jù)：長軸三日均值（Xa）、短軸三日均值（Xb）和這兩者成績（Xa*b）之間分別構(gòu)成變量對，據(jù)這些變量對繪制散點圖，如下從散點圖可以看出，各對變量中X與Y具有良好的相關(guān)性。進(jìn)一步對它們進(jìn)行相關(guān)分析，得出回歸方程，其相關(guān)系數(shù)R均通過了=0.01的顯著性檢驗。 依據(jù)其他各株櫻花的觀測數(shù)據(jù)所繪的散點圖也明顯顯示出距始花天數(shù)與花芽生長量具有很好的相關(guān)性。進(jìn)行相關(guān)回歸分析相關(guān)

5、系數(shù)的平方R2分別為：距始花天數(shù)與花芽各生長量的相關(guān)系數(shù)被測櫻花長a寬ba*b杭州早櫻03杭10.96390.880.959903杭20.78940.88150.878山櫻01山50.93180.95790.944201山60.94140.9510.936906山10.94150.81140.9131大山櫻01大20.81410.75270.287701大30.7940.92180.899903大10.63380.61310.6567大40.75310.89090.8516關(guān)山櫻關(guān)30.73990.88840.8548普10.8660.95910.941504關(guān)10.93680.93710.9

6、36305關(guān)10.86350.6120.7433染井吉野03吉20.93450.96820.961703吉30.83620.8850.878603吉80.93190.9670.9675表1表1顯示，被觀測的16株櫻花的花芽生長量均與距始花天數(shù)有很好的相關(guān)性，經(jīng)檢驗，它們的相關(guān)系數(shù)R均通過了=0.01（n據(jù)觀測持續(xù)天數(shù)取相應(yīng)值）的顯著性檢驗。3. 建立預(yù)報模型建立Y與X之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，用可以得到較高的R2值得冪函數(shù)表示，得到的回歸方程即為預(yù)報模型。各對變量得到的相應(yīng)方程如下：預(yù)報模型被測櫻花長a寬ba*b杭州早櫻03杭1Y = 1723X-2.6546Y = 984.21X-3.411Y = 1

7、545.8X-1.535603杭2Y = 4179.6X-2.9542Y = 831.95X-3.1313Y = 2224.7X-1.5643山櫻01山5Y = 223.68X-1.1527Y = 155.31X-1.4055Y = 191.44X-0.63301山6Y = 215.97X-1.1324Y = 167.42X-1.4295Y = 201.75X-0.643406山1Y = 2522.5X-2.3471Y = 286.99X-1.9352Y = 1006.3X-1.1323大山櫻01大2Y = 1323X-2.1782Y = 303.53X-2.0571Y = 652.86X-1

8、.069901大3Y = 8977X-3.2555Y = 1314.7X-3.1006Y = 3648.9X-1.609703大1Y = 1893.8X-2.8136Y = 2023.6X-3.9269Y = 2310X-1.6953大4Y = 1464.5X-2.3446Y = 586.62X-2.443Y = 1044.7X-1.2281關(guān)山櫻關(guān)3Y = 14415X-3.0191Y = 622.59X-2.2471Y = 2613X-1.3132普1Y = 8061.6X-2.6817Y = 340.1X-1.8624Y = 1369.2X-1.123904關(guān)1Y = 8061.6X-2

9、.6817Y = 340.1X-1.8624Y = 1369.2X-1.123905關(guān)1Y = 2281.1X-2.1067Y = 271.45X-1.5863Y = 853.95X-0.9687染井吉野03吉2Y = 3672.6X-2.6314Y = 235.24X-1.9534Y = 777.31X-1.126103吉3Y = 19412X-3.3502Y = 272.25X-1.9522Y = 1355.9X-1.241803吉8Y = 4193.4X-2.7429Y = 227.03X-1.9712Y = 819.94X-1.1636表24. 檢驗及結(jié)果為了可考察所得預(yù)報模型的準(zhǔn)確性

10、，我們進(jìn)行了回報檢驗，并進(jìn)行準(zhǔn)確性評級，將回報數(shù)據(jù)按絕對誤差分級，具體為：1天為i級，23天為ii級，45級為iii級，5天為iv級。然后計算各級回報次數(shù)占總回報次數(shù)的百分率，按照i級為4分、ii級為3分、iii級為2分、iv級為1分的標(biāo)準(zhǔn)予以評分，即將優(yōu)劣不同的回報結(jié)果賦以不同的權(quán)重。將同一回報序列的各級得分加合在一起得到該預(yù)報模型的總分，并計算其滿分率，即某一模型所的總分占滿分400分的比例，以此反映該模型的回報水平。仍以03杭1為例說明（杭州早櫻）03杭1預(yù)報模型的自檢驗實距始花天數(shù)長a檢驗所得天數(shù)差值等級寬b檢驗所得天數(shù)差值等級a*b檢驗所得天數(shù)差值等級245.35204iii2.83

11、284iii15.29231i235.36203ii2.93252ii15.75221i225.36202ii3.02231i16.21211i215.18221i3.16192ii16.38210i205.00244iii3.30173ii16.55211i195.39201i3.40154iii18.42181i185.78162ii3.49144iii20.30153ii175.81161i3.42152ii19.94161i165.83160i3.35160i19.58160i156.08141i3.32172ii20.20150i146.33131i3.28173ii20.81151

12、i136.18141i3.45141i21.25141i126.02153ii3.61120i21.69142ii116.43121i3.58132ii23.02132ii106.84111i3.55133ii24.35111i97.2690i3.87101i28.2390i87.6880i4.1871i32.1180i78.0970i4.3670i35.7061i68.5060i4.5360i39.2860i表3分級統(tǒng)計結(jié)果芽長a芽寬bA*b等級天數(shù)百分率等級天數(shù)百分率等級天數(shù)百分率i1368.42i842.11i1684.21ii421.05ii842.11ii315.79iii210.5

13、3iii315.79iii00.00iv00.00iv00.00iv00.00平均誤差1.30平均誤差1.87平均誤差0.88總分357.89滿分率89.47總分326.32滿分率81.58總分384.21滿分率96.05表4同樣方法處理其它數(shù)據(jù)，得到其它各預(yù)報模型的檢驗結(jié)果，如下：全部預(yù)報模型的檢驗結(jié)果結(jié)果被測櫻花芽長芽寬a*b總分滿分率總分滿分率總分滿分率杭州早櫻03杭1357.989.47326.381.58384.296.0503杭230075310.577.63347.486.84山櫻01山53007531177.893007501山6311.577.89323.180.77219.

14、279.8106山1361.990.48333.383.33352.488.19大山櫻01大2257.764.42246.261.54261.565.3501大3245.261.29303.275.81274.268.5503大1203.250.81203.250.81203.250.81大4248.162.04314.878.70281.570.37關(guān)山櫻關(guān)3248.662.14268.667.14271.467.86普1251.562.88309.177.27303.075.7604關(guān)1275.468.85312.178.033007505關(guān)1277.869.44241.260.29264.766.18染井吉野03吉2324.081.00332.083.00332.083.0003吉3290.972.73309.177.27318.289.5503吉8285.271.30337.084.26329.682.41表55. 小結(jié)表5數(shù)據(jù)顯示出除03大1（大山櫻）的預(yù)報模型滿分率不足60%之外，其它各株的預(yù)報模型滿分率均在60%以上，可作粗略花期預(yù)報之用；其中03杭1、03杭2、06山1和03吉3部分模型滿分率達(dá)85%以上，是較為精確的預(yù)報模型。從分級統(tǒng)計結(jié)果看，觀測初期預(yù)報的準(zhǔn)確性較低，出現(xiàn)這樣的情況主要以下原因：第