作物生长模拟模型在我国农业气象业务中的应用研究进展及思考

近年来我国农业气象科研和业务部门紧密结合,开展了作物生长模拟模型应用于农业气象业务的研究和应用试验工作.基于国外作物生长模拟模型的应用进展以及我国农业气象业务的现状,简要分析了农业气象业务中应用作物生长模拟模型的必要性和紧迫性.针对单点理论模型能否在业务中应用的疑惑,详细讨论了国外引进作物生长模型的本地化和单点理论模型在区域尺度上模拟应用等两个关键问题的重要性和技术方法.重点介绍了近年来我国气象系统农业气象科研和业务部门在推进作物生长模拟模型在农业气象业务应用方面所做的工作,即基于东北玉米、华北小麦和江南双季稻生长模型的气象条件影响评价和产量动态预测方法等.最后从改进完善作物生长模拟模型、探讨区域模拟应用技术及稳健推进业务应用和实施等方面分析了目前存在和出现的问题,以及可能的解决途径.     

新一代农作物生长气象影响评估及产量预测模型业务应用开发与推广

中国气象局新技术推广项目“新一代农作物生长气象影响评估及产量预测模型业务应用开发与推广”（CMATG2004M13），针对国家农业气象业务部门要求提高业务服务科技含量水平的需求，开展了面向生长过程、机理性强的新一代农业气象模型的业务应用推广研究。该项目在对引进国外著名作物生长模型WOFOST（玉米）、ORYZA（水稻）和ARIDCROP（冬小麦）进行本地化的基础上，较好地解决了作物生长模型的区域化等关键技术，研制开发了可在区域尺度应用的东北玉米、     

1997年玉米生长动态模拟研究田间试验结果初报

1试验目的“气候异常对国民经济影响评估业务系统的研究”是国家“九五”重点攻关课题,其中专题为“气候异常对我国农业生产影响评估模型的研究”的子专题“气候异常对我国东北玉米生产影响评估模型的研究”由吉林省气象研究所承担。为此,从1997年开始,我们在榆树市设立了玉米生长模拟田间试验,开展了“东北玉米生长动态模拟模型试验研究”,进行了生物量和气象条件同步观测,分析研究气候变化对玉米各器官（根、茎、叶及果穗等）生长及对产量形成的影响,最终建立更符合实际的玉米生长动态模拟模型,以便于根据气候变化采取农业生产管…     

作物模拟模型在农业气象业务应用中的研究初探

针对农业气象业务的需求，利用东北地区1971～2000年5个代表气象站的气象资料和作物资料，应用玉米生长模拟模型评估东北区域气象条件对玉米生长发育及产量形成的影响。探讨了作为评价标准的平均气候状态下平均模拟生物量的确定方法，提出了从生物量变化、温度和水分条件影响等方面进行实时动态评价和全生育期农业气象条件综合评价的方法，给出了实际评价个例。验证结果表明该方法是可行的。     

CERES玉米模拟模式评价及其应用

引用美国作物－环境－资源系统玉米模式，通过田间试验及计算机模拟，设置了ＣＥＲＥＳ－玉米模式在黑龙江省应用的有关参数，并用于动态模拟黑龙江省玉米生长，发育及产量预测等，为发展玉米生产提供科学依据。     

光合遥感-水分胁迫作物估产技术在华北地区的推广应用

本项目开展自主研发的RSPCYWM模型系统已在我国华北地区作物生长过程监测和估产中大范围推广及应用,包括RSPCYWM模型的检验、作物生长发育期的生物量和产量估算;同时改进作物模型系统,加入RUBISCO酶限制的作物光合速率模块,作物冠层水分导度模块,以求更加真实地模拟作物的生产过程和对华北地区作物的估产,使监测和模拟精度达到95％以上。     

农作物长势遥感监测业务化应用与研究进展

农作物长势监测可为田间管理提供及时的决策支持信息和早期估产提供依据。为了更好地研究作物生长过程中不同遥感监测作物长势方法的适用性,从多光谱遥感数据、高光谱遥感数据和微波遥感数据的应用及遥感监测指标与模型模拟方面综述了国内外农作物长势遥感监测研究及业务化应用的最新进展,指出了未来拟重点加强的研究任务,包括高时空分辨率和高光谱分辨率遥感数据的业务化技术、多遥感反演参数协同监测作物长势技术研发、基于遥感信息与作物过程模型的集合预报技术研究、全球尺度作物长势监测业务运行系统研发。     

农林重大病虫害和农业气象灾害的预警及控制技术研究

1农业气象灾害预警技术研究 2002年是"十五"国家科技攻关计划项目"农林重大病虫害和农业气象灾害的预警及控制技术研究"之第13课题(编号:2001BA509B13)实质性研究的一年,在收集资料、田间试验和模型研制等方面取得了较好的阶段性进展.年内广泛收集了环流、海温、气候及田间试验等各类资料.开展了干旱对小麦影响盆栽试验和油菜盆栽淹水试验,并在荔枝和香蕉园建立自动气象站,进行小气候观测.初步研制出4种灾害的长期统计预测模型和华南寒害短期数值天气预报模式,建立了基于东北玉米、华北小麦和夏玉米以及江淮小麦、油菜生长过程的动态模拟模式,探讨了实现作物模型区域化的方法,开展了区域气候模式与东北下垫面嵌套,生成作物模式所需预报值的方法试验.     

基于水稻生长模型的气象影响评价和产量动态预测

在对国际先进的水稻生长模型ORYZA2000进行模型调试、验证, 实现本地化的基础上, 以双季稻发育速率参数为主, 结合地形、气候、水稻熟性分布和当地生产实际, 将江南双季稻区按发育参数划分为7个区域, 实现了ORYZA2000模式在我国江南双季稻地区的区域应用。利用该模型进行了不同年份气象条件影响定量评估的应用试验, 评价结果与实际符合, 定量客观。探讨了利用机理性作物生长模式动态预测产量的方法。通过建立不同发育期的水稻模拟生物量与相对气象产量的相关统计模型, 结合趋势产量预测, 实现了地区级双季稻不同发育期的产量动态预测。外推检验结果表明, 各地早晚稻不同发育期的产量动态预测模型平均误差为4.8%~6.1%, 可初步用于业务。     

国家级现代农业气象业务技术进展

农业气象业务技术是开展农业气象服务的基础和前提,因此,农业气象业务技术的研发一直是国家级农业气象业务服务的核心工作。近年来,国家级农业气象业务技术已逐步迈向精细化、定量化,涵盖了农业气象监测评价、作物产量预报、农业气象灾害监测评估与影响预报、农用天气预报、农林病虫害发生发展气象等级预报等诸多领域。随着农业气象业务技术的发展,支撑农业气象服务的客观产品更加丰富和多样化,既有站点产品,又有格点产品,涵盖了日、周、月、季、年等不同时间尺度。以农业气象指标、数理统计模型、作物生长模拟、卫星遥感、地理信息系统、大数据等技术为核心的国家级农业气象业务平台（CAgMSS）已成为全国农业气象业务系统的重要品牌。面向现代农业发展对气象服务日益增长的需求,精细化、精准化的农业气象灾害监测与风险评估技术、作物长势评估与产量预报综合集成技术、农业应对气候变化技术以及农业气象大数据挖掘与人工智能技术将是未来国家级农业气象业务技术发展的重点。