基于气候适宜度指数的茎瘤芥产量动态预报方法

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2021-0082

农学学报 ›› 2022, Vol. 12 ›› Issue (12): 69-75.doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2021-0082

所属专题：农业气象；农业生态

基于气候适宜度指数的茎瘤芥产量动态预报方法

武强¹^,²^,³(), 倪超⁴, 范莉¹^,²^,³(), 唐余学¹^,²^,³, 罗孳孳¹^,²^,³, 方丽⁵, 蔡国强⁶

¹重庆市气象科学研究所，重庆 401147
²重庆市农业气象与卫星遥感工程技术研究中心，重庆 401147
³重庆市江津现代农业气象试验站，重庆 402260
⁴重庆市涪陵区气象局，重庆 408000
⁵重庆市万州区气象局，重庆 401220
⁶重庆市铜梁区气象局，重庆 404500

收稿日期:2021-04-30 修回日期:2021-06-08 出版日期:2022-12-20 发布日期:2023-01-05
通讯作者: 范莉 E-mail:theodorus@yeah.net;fanli_0223@163.com
作者简介:武强，男，1989年出生，山西忻州人，工程师，硕士，主要从事农田小气候与气象仪器研究。通信地址：401147 重庆市渝北区新牌坊一路68号，Tel：023-89116131，E-mail：theodorus@yeah.net。
基金资助:
重庆市技术创新与应用发展专项“基于精细化风险区划的重庆柑橘干旱气象指数保险产品设计”(cstc2020jscx-msxmX0111);中国气象局创新发展专项“基于CARAH模型和智能网格预报的马铃薯晚疫病气象预警业务技术研发与应用”(CXFZ2021J073);重庆市气象部门智慧气象技术创新团队项目“基于产量贡献的茎瘤芥农业气候资源客观评价方法研究”(ZHCXTD-202016);重庆市气象部门业务技术攻关项目“重庆茶叶气候品质认证技术研究与应用”(YWJSGG-201905)

Dynamic Prediction Method for Brassica juncea var. tumida Yield Based on Climatic Suitability Index

WU Qiang¹^,²^,³(), NI Chao⁴, FAN Li¹^,²^,³(), TANG Yuxue¹^,²^,³, LUO Zizi¹^,²^,³, FANG Li⁵, CAI Guoqiang⁶

¹Chongqing Institute of Meteorological Sciences, Chongqing 401147, China
²Chongqing Engineering Research Center of Agrometeorology and Satellite Remote Sensing, Chongqing 401147, China
³Chongqing Jiangjin Modern Agrometeorology Test Station, Chongqing 402260, China
⁴Fuling Meteorological Bureau, Chongqing 408000, China
⁵Wanzhou Meteorological Bureau,Chongqing 401220, China
⁶Tongliang Meteorological Bureau, Chongqing 404500, China

Received:2021-04-30 Revised:2021-06-08 Online:2022-12-20 Published:2023-01-05
Contact: FAN Li E-mail:theodorus@yeah.net;fanli_0223@163.com

摘要/Abstract

摘要：

为做好重庆重要特色经济作物茎瘤芥的产量预报，本研究耦合光、温、水与茎瘤芥产量形成的供需关系，以预报日前不同生育期气象资料作为参考数据集，基于气候适宜度指数与气象产量指数，建立茎瘤芥产量动态预报模型。结果表明：茎瘤芥幼苗—瘤茎膨大期气候适宜指数与气象产量指数相关性优于仅考虑瘤茎膨大期的分析结果。采取幼苗—瘤茎膨大期以及仅瘤茎膨大期两类参考数据集建立茎瘤芥瘤茎产量丰歉动态预报模型，幼苗—瘤茎膨大期作为参考数据集的计算模型表现更佳，不同起报时间瘤茎产量预报准确率平均值92.0%;归一化均方根误差平均值0.196;丰歉趋势准确率平均值68.2%。说明幼苗期气象条件对茎瘤芥瘤茎产量形成有一定贡献，考虑幼苗期气象要素的气候适宜指数能够更好地解释气象条件对茎瘤芥产量形成的影响。利用2017—2019年气象数据和产量数据对产量丰歉预报模型进行检验，各年度产量预报准确率基本在90%以上。基于气候适宜度指数的茎瘤芥产量动态预报方法能够以较高准确性和稳定性对茎瘤芥产量进行预测。

关键词: 产量预报, 气象产量指数, 气候适宜度指数, 茎瘤芥

Abstract:

In this study, the dynamic yield prediction model of Brassica juncea var. tumida was established. Based on the climatic suitability index and the meteorological yield index, the supply and demand relationship between light, temperature, water and the key growth periods of Brassica juncea var. tumida was coupled by the dynamic yield prediction model. The meteorological data of different growth periods before the prediction date was used as reference data set. The results showed that the correlation between climatic suitability index and meteorological yield index from seedling stage to stem enlargement stage was better than the analysis results of the stem enlargement stage was considered only. The dynamic yield prediction model established by reference data set from seedling stage to stem enlargement stage had higher accuracy than that by reference data set of the stem enlargement stage. The average prediction accuracy of yield was 92.0%, the normalized root-mean-square-error was 0.196, and the average accuracy rate of the yield trend was 68.2% at different predication starting time. It indicated that the climatic suitability index considering the meteorological factors at seedling stage could better explain the influence of meteorological conditions on the yield formation, and the climatic suitability at seedling stage had a certain contribution to the yield formation. To test the dynamic yield prediction model based on the data from 2017 to 2019, the prediction accuracy of each year’s yield of Brassica juncea var. tumida was basically more than 90%. The dynamic yield prediction method based on climate suitability index could be used to predict the yield of Brassica juncea var. tumida with high accuracy and stability.

Key words: yield prediction, meteorological yield index, climatic suitability index, Brassica juncea var. tumida

中图分类号:

S165.27

武强, 倪超, 范莉, 唐余学, 罗孳孳, 方丽, 蔡国强. 基于气候适宜度指数的茎瘤芥产量动态预报方法[J]. 农学学报, 2022, 12(12): 69-75.

WU Qiang, NI Chao, FAN Li, TANG Yuxue, LUO Zizi, FANG Li, CAI Guoqiang. Dynamic Prediction Method for Brassica juncea var. tumida Yield Based on Climatic Suitability Index[J]. Journal of Agriculture, 2022, 12(12): 69-75.

图/表 4

参考文献 8

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参考数据集	起报时间(月/日)		预报模型		F值			样本量
幼苗期—膨大期（9月起始）	12月1日		ΔY=28.834·CSI-8.3994		14.362^**			33
	1月1日		ΔY=28.644·CSI-8.3748		15.338^**			33
	2月1日		ΔY=22.799·CSI-6.496		12.932^**			33
	2月21日		ΔY=34.501·CSI-14.695		18.977^**			33
膨大期（11月起始）		12月1日		ΔY=28.388·CSI-10.345		4.651^*	33
		1月1日		ΔY=29.639·CSI-11.159		5.294^*	33
		2月1日		ΔY=21.963·CSI-7.876		5.229^*	33
		2月21日		ΔY=34.588·CSI-16.380		4.651^*	33

参考数据集	起报时间(月/日)		预报模型		F值			样本量
幼苗期—膨大期（9月起始）	12月1日		ΔY=28.834·CSI-8.3994		14.362^**			33
	1月1日		ΔY=28.644·CSI-8.3748		15.338^**			33
	2月1日		ΔY=22.799·CSI-6.496		12.932^**			33
	2月21日		ΔY=34.501·CSI-14.695		18.977^**			33
膨大期（11月起始）		12月1日		ΔY=28.388·CSI-10.345		4.651^*	33
		1月1日		ΔY=29.639·CSI-11.159		5.294^*	33
		2月1日		ΔY=21.963·CSI-7.876		5.229^*	33
		2月21日		ΔY=34.588·CSI-16.380		4.651^*	33

参考数据集	检验项	12月1日起报	1月1日起报	2月1日起报	2月21日起报	平均值
幼苗期—膨大期（9月起始）	产量预报准确率	91.6	92.3	91.7	92.4	92.0
	归一化均方根误差	0.196	0.193	0.198	0.192	0.195
	丰歉趋势准确率	63.6	75.8	63.6	69.7	68.2
膨大期（11月起始）	产量预报准确率	90.5	90.7	90.8	91.3	90.8
	归一化均方根误差	0.208	0.208	0.209	0.202	0.207
	丰歉趋势准确率	54.5	54.5	57.6	60.6	56.8

参考数据集	检验项	12月1日起报	1月1日起报	2月1日起报	2月21日起报	平均值
幼苗期—膨大期（9月起始）	产量预报准确率	91.6	92.3	91.7	92.4	92.0
	归一化均方根误差	0.196	0.193	0.198	0.192	0.195
	丰歉趋势准确率	63.6	75.8	63.6	69.7	68.2
膨大期（11月起始）	产量预报准确率	90.5	90.7	90.8	91.3	90.8
	归一化均方根误差	0.208	0.208	0.209	0.202	0.207
	丰歉趋势准确率	54.5	54.5	57.6	60.6	56.8

参考数据集	年份	12月1日起报	1月1日起报	2月1日起报	2月21日起报	平均值
幼苗期—膨大期（9月起始）	2017	98.3	97.6	93.3	93.1	95.8
	2018	90.9	89.8	93.0	97.2	92.7
	2019	98.7	99.9	99.3	99.8	99.4
膨大期（11月起始）	2017	96.2	95.4	91.4	91.5	93.6
	2018	95.2	94.5	96.5	99.6	96.5
	2019	98.4	97.0	98.3	97.8	97.9

基于气候适宜度指数的茎瘤芥产量动态预报方法

Dynamic Prediction Method for Brassica juncea var. tumida Yield Based on Climatic Suitability Index

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