精细化农业气候区划及其应用系统研究

精细化农业气候区划及其应用系统研究
【项目编号】GYHY200706007
【研究周期】2007年11月—2010年10月
【项目负责人】毕宝贵
【项目骨干成员】陈印军、朱小祥、孙涵、毛留喜、王建林、殷剑敏、郭文利、陈怀亮、庄立伟、张艳红、王梅、郭淑敏、肖碧林、杨瑞珍、
韩秀珍、李三妹、张里阳、苏永秀、李政、钟仕全、黄永璘、
刘晶淼、白月明、蔡哲、王怀清、辜晓青、刘洪、权维俊、余
卫东、邹春辉。

【项目承担单位】国家气象中心
【项目协作单位】中国农业科学研究院区划所、国家卫星气象中心、
广西气象减灾研究所、中国气象科学研究院、江西省气候中心、
北京市气候中心、河南省气象科研所
【主要研究成果】
建成了千米网格的农业气候资源数据集：根据全国651个站和2346个站的气象资料以及全国1:25万DEM重采样数据，结合卫星遥感的地表温度、云覆盖和干旱指数等建立了基本成熟的全国大陆地区光、温、水等647个要素千米网格的农业气候资源数据集，与传统的等值线图的精度相比有了质的改变，与第三次农业气候区划试点期间的推算精度相比也有了很大的提高，经试验比较，与国际水平基本相当，可以满足全国千米网格农业气候区划业务需求，并已应用于区划案例研究，得到了理想的效果。

该成果可直接提供给全国各级气象部门使用，为在全国开展千米网格的精细化农业气候区划奠定了数据基础。

建立了农业气候区划方法库、指标体系和业务流程：梳理的国内外农业气候区划的主要方法及国内的主要农作物区划指标，构建的通用成熟的区划方法库和结构标准化的全国7种主要农作物气候区划指标体系，具有很强的实用性，为未来农业气候区划工作的日常化、动态化、业务化奠定了技术基础，构建的规范化的农业气候区划业务流程，具有很强的可操作性，解决了设计和开发专业化、业务化程度高的农业气候区划业务系统的难题。

经进一步优化，可以形成行业标准。

开发了农业气候区划产品制作平台：应用农业气候区划业务流程向导技术和参数化规则关联技术等全新理念开发的集全国千米网格农业气候资源数据库、遥
感信息库、土地利用等基础地理信息库和通用区划方法库、指标库及产品加工包装等高度一体化的功能强大的农业气候区划产品制作平台，实现了农业气候区划产品的快速制作与精细分析及加工包装，具有GPS野外调查信息自动入库与人机交互检验功能，实现了农业气候区划中3S技术的高度集成化与一体化。

经课题组各参加单位试用，已具备较强的业务化能力，可为未来农业气候区划工作的日常化、动态化、业务化提供有效的工作平台和技术支持并进行业务化推广。

完成了大宗农作物、特色农产品及北方牧草精细化农业气候区划案例研究：进行的冬小麦、玉米、棉花等大宗农作物和香蕉、荔枝、沙田柚等特色农产品及北方牧草精细化气候区划案例研究，其产品包括农作物种植气候区划、特色品种气候区划与品质气候区划、草地类型与产草量气候区划，以及牛、马、绵羊、山羊、骆驼等养殖气候区划，是精细化农业气候区划的有益尝试。

试验证明，本项目提出的精细化农业气候区划技术、方法与指标体系及业务化流程基本可行，可在业务中推广应用，为进一步开展全国精细化农业气候区划奠定了技术基础。

构建了农业气候区划产品网络式发布平台和自助式制作平台：针对知识型农业生产者和各类涉农企业与组织等的不同需求，开发了农业气候区划产品网络式发布平台和网络自助式农业气候区划产品制作平台，使用户不仅可以直接查看所提供的各类农业气候区划产品，而且可以根据自己的需求与知识，直接自助生成自己指定地区、指定作物或品种、指定区划指标的农业气候区划产品，开拓服务新渠道、新方式，大大拓展了服务与应用领域，为农业气候区划服务开创了新的途径。

综上所述，该项目基础数据、技术方法和区划产品制作与发布平台技术含量较高，其中卫星遥感整编资料与常规气候资料的耦合技术、3S技术在农业气候区划中的高度集成化、以及开发的农业气候区划产品制作平台和网络自助式农业气候区划产品制作平台特色明显，且经试用证明比较成熟，可以业务化推广应用。

【成果应用情况】
研究期间，成果主要在课题组内部使用，同时在安徽、湖南、河北等省进行了试应用。

江西省气象局在南昌举办了全省农业气候区划系统培训班，在全省11个区市和18个农业气象观测站推广使用，取得了良好的业务效益，显著提高了基层台站的气象服务能力，为下一步大范围的推广应用起到了探索作用。

广西气象局针对当地多山的特点，已将农业气候资源要素进一步推算到百米网格，为开展地县级的精细化农业气候资源区划奠定了数据基础，并在多个地市进行了推广应用。

该项目对气象业务水平的提升作用主要体现在以下方面：
1、建立的统一规范的全国千米网格的农业气候资源要素数据集，不仅解决了新一轮农业气候区划基础数据处理工作量大的瓶颈问题，而且实现了数据表现形式由等值线到格点化的转变，大大提高了空间精度和量值精度，为全面开展全国第三次精细化农业气候区划奠定了数据基础；
2、建立的规范化农业气候区划工作业务流程，突破了阶段性、静态型传统农业气候区划的概念，为跟踪现代农业发展，随时提供过程化、动态化、业务化的农业气候区划服务奠定了技术基础；
3、开发的集全国千米网格农业气候要素库、方法库、指标库及产品加工包装等一体化的农业气候区划产品制作平台，大大降低了系统培训与推广的技术难度和劳动强度，为气象部门建立新型农业气候区划业务体系创造了基本条件；
4、通过RS、GIS、GPS的高度集成，真正实现了3S一体化的农业气候区划，不仅有效增加了区划信息源、提高了工作效率，而且可以快速核查区划的可靠性，根据土地利用信息准确计算有效资源，避免了传统区划统计的糊涂账；
5、开发的农业气候区划产品网络式发布平台和网络自助式农业气候区划产品制作平台，改变了传统农业气候区划服务中到处找用户的被动局面，更无需考虑知识型用户的特殊需求，而且通过扩大影响可能带来更多的高端用户。

6、该项目成果可直接服务于气候资源开发利用，同时亦可与气候变化预估结合，开展农业种植结构布局调整工作。

【成果代表图片】
1、日平均气温稳定通过12℃积温图
日平均气温稳定通过12℃的积温可以反映水稻、棉花等喜温作物生长期内的热量资源。

图中新疆塔里木、吐鲁番和准噶尔盆地以及伊犁河谷为2000～4500度•日，天山和阿尔泰山山脉少于1000度•日，部分地区不足500度•日。

黑龙江西北部、吉林东部、内蒙古东部在2000度•日以下，东北地区大部、内蒙古东南部和中西部在2000～4000度•日之间。

黄土高原区为2500～3500度•日，黄淮海平原为3500～5000度•日。

秦岭、淮河至长江流域为4500～5500度•日；长江流域以南至南岭之间地区为5000～6000度•日；南岭以南、云南南部在6500度•日以上，其中广东和广西沿海、海南、云南河谷地在7500度•日以上。

青藏高原大部在1000度•日以下，藏南地区河谷地在2500度•日以上。

喜温作物的热量需求状况一目了然。

2、广西沙田柚种植精细化农业气候区划图
由上图可见，广西沙田柚的优势种植区主要集中在桂中偏东北一带的低山丘
陵地区，地形的精细化特征非常清晰。

3、内蒙古畜牧气候区划图
由上图可见，牛、马对水草的要求较高，适宜在雨水多、热量较少的东部地区生活。

主要分布在年雨量大于200 mm，≥0℃的年生物学积温为2000～3500℃的地区，包括呼伦贝尔草原、科尔沁草原、锡林郭勒草原、乌兰察布草原和鄂尔多斯草原及以东地区。

这里的草原大部属于草甸草原和典型草原，少部分荒漠草原；绵羊不耐酷热，主要分布内蒙古的中东部，锡林郭勒西部、乌兰察布盟东北部及呼伦贝尔盟西部地区最多；山羊比较耐旱，对低矮牧草和灌木均可采食，主要分布在年雨量100～200mm的地区，阿拉善盟和伊克昭盟最多；骆驼最耐旱，主要分布在年雨量200mm左右的西部地区，包括阿拉善盟、巴彦淖尔盟和乌兰察布盟的部分地区。