商丘市冬小麦农业气象服务系统设计与应用

张云霞　史桂芬

摘 要：运用商丘市7个气候站196—2017年观测资料和农业氣象站冬小麦发育期定点观测和大田调查资料、遥感监测资料、自动土壤水分监测数据，采取对比统计分析法，结合冬小麦生长气象指标，分析生育期内气象条件及主要农业气象灾害。结合冬小麦生长动态监测信息和天气预报预警信息，制定商丘冬小麦农业气象服务规程，制作冬小麦气象服务专报、农业气象灾害预警、气象灾害监测与评估及防灾减灾对策，实现农业气象服务智能化，以期更好地为冬小麦高产稳产提供精准化气象保障服务。

关键词：商丘市;冬小麦;农业气象;服务系统

中图分类号：S16 文献标识码：A DOI：10.19754/j.nyyjs.20201015034

商丘市位于豫东平原，是河南冬小麦主要种植区。属暖温带季风气候，水热分配适宜，农业气候资源丰富，耕地面积69.8万hm2，主要种植制度为冬小麦—夏玉米，冬小麦连续14a取得丰收，总产占河南省的1/9，是河南粮食主产区之一。

全球气候变暖背景下，我国极端天气气候事件多发频发，影响范围增大[1-7]。商丘市是受气象灾害最为严重的地区之一，冬小麦生长季节常有干旱、冻害、霜冻、干热风等气象灾害发生[8-14]，已成为制约本区冬小麦安全生产的重要因素。

河南省商丘市气象局在2016年提出设计了商丘智慧气象一体化平台初步方案，重点围绕商丘智慧气象迫切需求，融合各种预报方法工具，实现信息智能获取、智能分析决策、产品自动生成、流程自动管理、阈值自动报警、一键发布等功能。在《商丘智慧气象》平台服务三农模块中设计了商丘冬小麦农业气象观测服务系统，结合天气预报预警，自动生成冬小麦生产建议及农业气象灾害预警，提高农业气象服务的及时性、针对性、准确性，以期更好地为冬小麦高产稳产应对气候变化的影响提供气象保障服务。

1 资料与方法

气象资料为商丘市所辖7个气候站1961—2017年观测资料。冬小麦生育期及产量为商丘市农业气象站定点观测和大田调查资料，根据《农业气象观测规范》[15]进行观测。冬小麦生长气象指标为商丘农气中心总结的冬小麦生长指标。系统采取对比统计分析方法。

2 商丘冬小麦农业气象服务系统的设计

商丘市冬小麦农业气象观测服务系统是《商丘智慧气象》服务三农的重要组成部分，该系统包括冬小麦生长适宜气象指标、不利气象条件、主要农业气象灾害，冬小麦农业气象观测、生长动态监测，气象预报预警信息，防灾减灾对策、灾害监测与评估等内容，其模块设计结构见图1。

2.1 商丘冬小麦生长指标

商丘冬小麦生长气象指标[8，16]，包括冬小麦生长适宜气象指标、不利气象条件、主要农业气象灾害指标3个模块。

商丘冬小麦各生育期适宜气象指标包括适宜温度指标、土壤湿度指标、光照指标、天气状况等。

商丘冬小麦生育期不利气象条件有多种，如冬前积温<350℃，一般无冬前分蘖;日平均气温<6℃，分蘖受抑制，<3℃不会发生分蘖;拔节期光照不足、连阴雨天气易引起小花退化;开花期最低温度为9～11℃，最高30℃，高于30℃且土壤水分不足或伴随干旱风时，影响授粉降低结实率等。

商丘冬小麦主要农业气象灾害包括播种期干旱或雨涝、苗期冻害、春季干旱、晚霜冻害、孕穗期高温、抽穗开花期连阴雨、灌浆期干热风、收获期连阴雨天气等，气象部门据此制定各种农业气象灾害指标。

2.2 商丘冬小麦生长适时数据

商丘冬小麦生长实时监测资料主要包括农业气象观测、生长动态监测信息、天气监测数据、自动土壤水分数据4个模块。

农业气象观测是做好冬小麦农业气象服务的基础[16]。商丘冬小麦农业气象观测模块包括发育期名称、标准依据、观测项目，及各生育期出现的平均、最早和最晚日期，按照《农业气象观测规范》[15]进行。

冬小麦生长动态监测信息，从《地面气象观测监控管理平台》农业气象自动化监控模块中获取。

天气监测数据来源于8个气象站，土壤水分数据来源于14个自动土壤水分站（见图3、4）。

2.3 历史资料

历史资料包括历年气象数据、冬小麦农业气象观测数据、灾害资料3部分，系统从《商丘农业气象资料数据库》中提取。

2.4 气象预报预警信息

气象预报预警信息，系统自动获取商丘市气象台发布的最新气象预报预警信息（图5）。

2.5 防灾减灾对策

2.5.1 制作商丘冬小麦农业气象服务专报

系统利用历史数据、天气监测要素，作物生长动态监测信息，自动土壤水分站资料、冬小麦生长的气象指标、最新天气预报预测，按照商丘冬小麦农业气象服务规程，通过数据处理，生成农事生产建议模版。如，根据秋冬气候预测、历年冬小麦播种日期和冬前小麦壮苗积温指标等资料，生成冬小麦适宜播种期预报模版。商丘冬小麦农业气象服务规程见图6。

2.5.2 制作农业气象灾害预警预报

系统设置了小麦生产关键环节的气象灾害灾前防御和灾后补救措施，自动获取历年的基本气象观测数据、冬小麦物候观测数据、产量、农业气象灾害指标、历史农业气象灾害数据、最新气象灾害预警信息，生成农业气象灾害预警预报信息模版，并报警提醒，经补充订正，及时为政府部门及农业生产服务，减轻或避免气象灾害给冬小麦生产带来的损失。

2.5.3 气象灾害监测与评估

农业气象灾害监测，利用《地面气象观测监控管理平台》农业气象自动化监控和大田调查资料相结合，灾害评估使用农作物灾损率评估方法[17，18]。

3 结论

商丘冬小麦农业气象观测服务系统，规范工作任务，简化工作强度，提高了工作效率。快速、准确、直观，提高了服务的及时性、针对性、准确性，试用效果较好。

随着农业生产水平的提高，气候的变化，商丘冬小麦农业气象观测服务系统内容有待进一步充实和完善。

参考文献

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（责任编辑 李媛媛）

收稿日期：2020-09-03

基金项目：商丘市社科规划重大决策咨询课题“粮食主产区生态保障体系研究”（项目编号：*15）;商丘市气象局气象科学技术研究项目（项目编号：SQQX202003）

作者简介：张云霞（1964-），女，高级工程师。研究方向：农业气象、应用气象;通讯作者史桂芬（1984-），女，工程师。研究方向：农业气象。