农作物产量及气象预报方法分析

【摘 要】农业气象产量预报是各级政府制定粮食计划和农业生产决策所需要的重要经济信息，是气象未能农业服务的主要产品之一。

【关键词】农作物产量；气象预报方法；分析

我国农作物产量气象预报技术的探索研究始于20世纪50年代。70年代未期在由国务院农村发展中心根据国家经济发展需求组织的全国产量预测研究中，气象部门开始进行比较系统的农作物产量气象预报技术研究，组织了较大规模的全国协作。20世纪80年代前期、中后期，在农作物产量气象预报业务化试验的基础上，全国产量气象预报工作有了较大的发展。20世纪90年代至今，在全国已逐步建成了国家级、省级和市（地）、县级的农作物产量气象预报业务系统，为各级政府和相关部门开展不同范围的作物产量气象预报服务。

1.作物产量预报分类

1.1按预报方法或预报模型分类

农作物产量气象预报按预报方法或预报模型可分为统计预报、遥感预报和动力生长模拟预报三种。

（1）统计预报是在没有全部揭示作物产量与气象影响因子内在因果关系的情况下，采用各种相关回归技术探索作物产量与影响因子之间的统计关系，建立相应的统计预报模式，经显著性检验后应用于业务的一种预报方法。这种方法比较客观、严密，是目前业务预报中应用较为广泛的一种方法。

（2）遥感预报是利用空间遥感（包括航天遥感和航空遥感）资料和地面遥感（即地面野外光谱测定）资料与作物的生长状况和产量之间的关系，建立回归模型来估算作物产量的一种方法。目前，国内在这方面应用较为成熟，且北方冬小麦产量遥感预报方法已业务化，但这一方法也只有在大量的地面观测资料支持下，预测效果才会较好，其他作物产量的遥感预报方法尚处在研究中。

动力生长模拟预报是基于作物生长过程中的物质、能量平衡和转换原理，利用作物生长发育的观测资料和环境气象资料，以光、温、水和土壤等为环境驱动变量，从模拟作物生长发基本生理过程着手，模拟作物产量形成和干物质积累的一种产量预报方法，其模拟结果将定量地描述作物生长发育和产量形成与环境气象条件之间的关系。但由于其模拟过程涉及大气中的各种物理过程、生物圈中的各种生物和化学过程，因此，其模拟过程要比一般大气过程的数值模拟复杂得多，目前还很难投入业务应用，仍处于研究或小范围试用阶段。

1.2按预报对象分类

农作物产量气象预报。按预报对象可分为粮食作物产量预报、经济作物产量预报和名特优小宗农产品产量预报三种。

（1）粮食作物产量预报。粮食作物产量预报在我国气象部门开展得比较广泛，从国家到省、市（地）、县基本都已投入业务服务。其内容主要包括粮食总产量预报、小麦产量预报、玉米产量预报、双季早稻产量预报、中（一季）稻产量预报、双季晚稻产量预报、大豆产量预报等；（2）经济作物产量预报主要包括棉花产量预报、油菜产量预报和花生产量预报等。目前我国多数省级气象部门都开展此顶业务；（3）名特优小宗农产品产品预报。主要包括绿豆、红小豆、板栗、金丝小枣、优质水果等农产品产量预报。此项预报是国内气象部门根据特色农业发展的需要和用户的特殊要求而开展的非常规业务预报服务。

1.3按预报时效分类

农作物产量气象预报按预报时效可分为年景预报、趋势预报、定量预报和动态预报四种。

（1）年景预报。根据对未来天气气候的短期气候预测结果，结合作物的生长发育过程及其对气象条件的需求，评述气象条件对作物生长和产量形成的利弊影响而开展的农业气象产量预报。一般在作物播种前后，它对指导年度种植计划有非常重要的意义。

（2）趋势预报。根据作物播种前后至收获前两个月的气象条件及其对作物生长发育的利弊影响和对未来天气气候的预测及影响评价，而对作物产量丰歉趋势进行预测的一种农业气象产量预报。一般在收获前两个月，对农业宏观决策和农业生产管理有一定的实际意义。

（3）定量预报。根据作物播种前后至收获前一个月的气象条件及其对作物生长发育的利弊影响和对未来天气气候的预测及影响评价，而对作物产量进行预测的一种农业气象产量预报。一般在收获前一个月，对农业宏观决策及粮食购销、储运、流通和消费有一定的参考价值。

以上三种时效的预报是我国目前业务服务中最基本的预报。但是，随着全球变暖和我国经济发展，传统的作物产量气象预报已经不能满足国家防灾减灾、粮食安全预警和农业生产者的需要，因此，根据天气气候的变化及时预测作物产量的波动，成为作物产量气象预报业务的重要内容。为此，提出动态预报的思路。

（4）动态预报是依据天气条件对作物生长发育和产量形成的影响而适时开展的产量预报。在作物播种后，根据播种前至播种后某一时刻的气象条件及其对作物生长发育的利弊影响，充分考虑未来天气的可能影响，以月（旬、候）为时间步长，跟踪预报作物产量的一种农业气象产量预报。由于它能够结合气象条件的变化及时开展产量预测，时效性大大提高，可及时地反映极端气候事件对作物产量波动的影响，指导农业生产者采取有效的措施，趋利避害，确保农业稳产高产，对国家粮食安全具有非常重要的意义。近年来，作物产量动态预报方法已在国家级作物产量预报服务中得到初步应用。

2.基本预报方法

2.1改进的业务预报方法

农作物产量预报在我国气象部门开展得比较普遍，各地在长期的预报业务实践中，陆续发展了多种预报方法。例如假定年际间农业生产力水平相对稳定，年际间作物产量的变化主要是由气象条件的差异引起的，以年际间产量变化为因变量建立与气象因子的相关关系进行预报；构建较大范围的粮食总产序列时考虑不同作物播种面积的种植结构因素；挑选气象因素预报时，综合考虑作物关键发育阶段的光、温、水各因子；寻找历史年和预测年作物播种以来不同阶段气象要素的相似程度，进行产量动态预报等。

2.2考虑气象条件变化的动态预报方法

作物产量动态预报技术是结合作物生长发育和产量形成的生理气象指标，利用历史年与预测年作物播种以后的最高气温、最低气温、降水量、日照时数、发育期等资料，通过计算作物播种以后的积温、实际有效温度累积、累积降水量、标准化降水量、累积日照时数、标准化日照时数等，研究分析预报年与历史年的关系，根据作物产量历史丰歉气象影响指数，研究预报年作物产量丰歉气象影响指数，建立基于作物产量历史丰歉气象影响指数的作物产量动态预报模型。下面以全国油菜产量预报为例，介绍目前国家级农业气象业务服务中应用的作物产量动态预报技术。

综上，作物产量动态预报方法能够客观、定量、动态地预报天气气候条件对作物产量丰歉的影响。此方法不仅解决了常规统计预报方法在短时间内筛选预报因子难的问题，还使预报时效明显提前，并可开展动态滚动预报，且预报准确率较高，能够满足业务预报的需要。

【参考文献】

[1]尹东.甘肃省农作物产量气象预报服务系统[J].农业系统科学与综合研究，1998，（03）.

[2]符琳.东北三省农业气候年景评估研究[D].中国气象科学研究院，2011.