農作物產量及氣象預報方法分析

鐘寶太

【摘 要】農業(yè)氣象產量預報是各級政府制定糧食計劃和農業(yè)生產決策所需要的重要經濟信息，是氣象未能農業(yè)服務的主要產品之一。

【關鍵詞】農作物產量；氣象預報方法；分析

我國農作物產量氣象預報技術的探索研究始于20世紀50年代。70年代未期在由國務院農村發(fā)展中心根據(jù)國家經濟發(fā)展需求組織的全國產量預測研究中，氣象部門開始進行比較系統(tǒng)的農作物產量氣象預報技術研究，組織了較大規(guī)模的全國協(xié)作。20世紀80年代前期、中后期，在農作物產量氣象預報業(yè)務化試驗的基礎上，全國產量氣象預報工作有了較大的發(fā)展。20世紀90年代至今，在全國已逐步建成了國家級、省級和市（地）、縣級的農作物產量氣象預報業(yè)務系統(tǒng)，為各級政府和相關部門開展不同范圍的作物產量氣象預報服務。

1.作物產量預報分類

1.1按預報方法或預報模型分類

農作物產量氣象預報按預報方法或預報模型可分為統(tǒng)計預報、遙感預報和動力生長模擬預報三種。

（1）統(tǒng)計預報是在沒有全部揭示作物產量與氣象影響因子內在因果關系的情況下，采用各種相關回歸技術探索作物產量與影響因子之間的統(tǒng)計關系，建立相應的統(tǒng)計預報模式，經顯著性檢驗后應用于業(yè)務的一種預報方法。這種方法比較客觀、嚴密，是目前業(yè)務預報中應用較為廣泛的一種方法。

（2）遙感預報是利用空間遙感（包括航天遙感和航空遙感）資料和地面遙感（即地面野外光譜測定）資料與作物的生長狀況和產量之間的關系，建立回歸模型來估算作物產量的一種方法。目前，國內在這方面應用較為成熟，且北方冬小麥產量遙感預報方法已業(yè)務化，但這一方法也只有在大量的地面觀測資料支持下，預測效果才會較好，其他作物產量的遙感預報方法尚處在研究中。

動力生長模擬預報是基于作物生長過程中的物質、能量平衡和轉換原理，利用作物生長發(fā)育的觀測資料和環(huán)境氣象資料，以光、溫、水和土壤等為環(huán)境驅動變量，從模擬作物生長發(fā)基本生理過程著手，模擬作物產量形成和干物質積累的一種產量預報方法，其模擬結果將定量地描述作物生長發(fā)育和產量形成與環(huán)境氣象條件之間的關系。但由于其模擬過程涉及大氣中的各種物理過程、生物圈中的各種生物和化學過程，因此，其模擬過程要比一般大氣過程的數(shù)值模擬復雜得多，目前還很難投入業(yè)務應用，仍處于研究或小范圍試用階段。

1.2按預報對象分類

農作物產量氣象預報。按預報對象可分為糧食作物產量預報、經濟作物產量預報和名特優(yōu)小宗農產品產量預報三種。

（1）糧食作物產量預報。糧食作物產量預報在我國氣象部門開展得比較廣泛，從國家到省、市（地）、縣基本都已投入業(yè)務服務。其內容主要包括糧食總產量預報、小麥產量預報、玉米產量預報、雙季早稻產量預報、中（一季）稻產量預報、雙季晚稻產量預報、大豆產量預報等；（2）經濟作物產量預報主要包括棉花產量預報、油菜產量預報和花生產量預報等。目前我國多數(shù)省級氣象部門都開展此頂業(yè)務；（3）名特優(yōu)小宗農產品產品預報。主要包括綠豆、紅小豆、板栗、金絲小棗、優(yōu)質水果等農產品產量預報。此項預報是國內氣象部門根據(jù)特色農業(yè)發(fā)展的需要和用戶的特殊要求而開展的非常規(guī)業(yè)務預報服務。

1.3按預報時效分類

農作物產量氣象預報按預報時效可分為年景預報、趨勢預報、定量預報和動態(tài)預報四種。

（1）年景預報。根據(jù)對未來天氣氣候的短期氣候預測結果，結合作物的生長發(fā)育過程及其對氣象條件的需求，評述氣象條件對作物生長和產量形成的利弊影響而開展的農業(yè)氣象產量預報。一般在作物播種前后發(fā)布，它對指導年度種植計劃有非常重要的意義。

（2）趨勢預報。根據(jù)作物播種前后至收獲前兩個月的氣象條件及其對作物生長發(fā)育的利弊影響和對未來天氣氣候的預測及影響評價，而對作物產量豐歉趨勢進行預測的一種農業(yè)氣象產量預報。一般在收獲前兩個月發(fā)布，對農業(yè)宏觀決策和農業(yè)生產管理有一定的實際意義。

（3）定量預報。根據(jù)作物播種前后至收獲前一個月的氣象條件及其對作物生長發(fā)育的利弊影響和對未來天氣氣候的預測及影響評價，而對作物產量進行預測的一種農業(yè)氣象產量預報。一般在收獲前一個月發(fā)布，對農業(yè)宏觀決策及糧食購銷、儲運、流通和消費有一定的參考價值。

以上三種時效的預報是我國目前業(yè)務服務中最基本的預報。但是，隨著全球變暖和我國經濟發(fā)展，傳統(tǒng)的作物產量氣象預報已經不能滿足國家防災減災、糧食安全預警和農業(yè)生產者的需要，因此，根據(jù)天氣氣候的變化及時預測作物產量的波動，成為作物產量氣象預報業(yè)務的重要內容。為此，提出動態(tài)預報的思路。

（4）動態(tài)預報是依據(jù)天氣條件對作物生長發(fā)育和產量形成的影響而適時開展的產量預報。在作物播種后，根據(jù)播種前至播種后某一時刻的氣象條件及其對作物生長發(fā)育的利弊影響，充分考慮未來天氣的可能影響，以月（旬、候）為時間步長，跟蹤預報作物產量的一種農業(yè)氣象產量預報。由于它能夠結合氣象條件的變化及時開展產量預測，時效性大大提高，可及時地反映極端氣候事件對作物產量波動的影響，指導農業(yè)生產者采取有效的措施，趨利避害，確保農業(yè)穩(wěn)產高產，對國家糧食安全具有非常重要的意義。近年來，作物產量動態(tài)預報方法已在國家級作物產量預報服務中得到初步應用。

2.基本預報方法

2.1改進的業(yè)務預報方法

農作物產量預報在我國氣象部門開展得比較普遍，各地在長期的預報業(yè)務實踐中，陸續(xù)發(fā)展了多種預報方法。例如假定年際間農業(yè)生產力水平相對穩(wěn)定，年際間作物產量的變化主要是由氣象條件的差異引起的，以年際間產量變化為因變量建立與氣象因子的相關關系進行預報；構建較大范圍的糧食總產序列時考慮不同作物播種面積的種植結構因素；挑選氣象因素預報時，綜合考慮作物關鍵發(fā)育階段的光、溫、水各因子；尋找歷史年和預測年作物播種以來不同階段氣象要素的相似程度，進行產量動態(tài)預報等。

2.2考慮氣象條件變化的動態(tài)預報方法

作物產量動態(tài)預報技術是結合作物生長發(fā)育和產量形成的生理氣象指標，利用歷史年與預測年作物播種以后的最高氣溫、最低氣溫、降水量、日照時數(shù)、發(fā)育期等資料，通過計算作物播種以后的積溫、實際有效溫度累積、累積降水量、標準化降水量、累積日照時數(shù)、標準化日照時數(shù)等，研究分析預報年與歷史年的關系，根據(jù)作物產量歷史豐歉氣象影響指數(shù)，研究預報年作物產量豐歉氣象影響指數(shù)，建立基于作物產量歷史豐歉氣象影響指數(shù)的作物產量動態(tài)預報模型。下面以全國油菜產量預報為例，介紹目前國家級農業(yè)氣象業(yè)務服務中應用的作物產量動態(tài)預報技術。

綜上，作物產量動態(tài)預報方法能夠客觀、定量、動態(tài)地預報天氣氣候條件對作物產量豐歉的影響。此方法不僅解決了常規(guī)統(tǒng)計預報方法在短時間內篩選預報因子難的問題，還使預報時效明顯提前，并可開展動態(tài)滾動預報，且預報準確率較高，能夠滿足業(yè)務預報的需要。

【參考文獻】

[1]尹東.甘肅省農作物產量氣象預報服務系統(tǒng)[J].農業(yè)系統(tǒng)科學與綜合研究，1998，（03）.

[2]符琳.東北三省農業(yè)氣候年景評估研究[D].中國氣象科學研究院，2011.