[发明专利]一种基于气候适宜度的棉花单产预测方法

说明书

本发明提供了一种基于气候适宜度的棉花单产预测方法，属于农业气象领域。本发明针对县域尺度的气候适宜度的计算及其与气象产量回归建模，综合考虑棉花生长发育所需的上限温度、下限温度、最适温度、需光特性、需水量等生物学特性，量化棉花不同生育阶段的温度、日照、水分和气候适宜度指标，最终实现棉花单产的精细化预报。本发明可向政府有关部门、农业服务企业提供棉花单产预报工具，支撑农业气象灾害预警和风险评估，还可丰富农业和气象领域科研人员的产量预报研究方法。

技术领域

本发明属于农业气象领域，具体涉及一种基于气候适宜度的棉花单产预测方法。

背景技术

新疆棉花生产事关中国棉花产业的安全。新疆棉花种植面积、产量、质量均呈稳步增长态势，新疆已经成为我国棉花的主要种植区域和重要供给支柱。在棉花种植领域，品种、环境和管理措施与棉花产量形成息息相关，但随着气候变化和品种更新，新疆棉区气象灾害日益突出。低温冷害导致蕾铃大量脱落，使得新疆地区棉花产量大幅降低。因此，实现对棉花产量的精准预测并明确各气象要素对棉花产量形成的贡献对于选育适宜品种、调整作物布局和防御气象灾害具有重要意义。

国内外棉花产量预报方法有农学预报法和统计预报法。农学预报方法采取田间样本调查手段，获取棉花单位面积株数、单株成铃数和单铃重，具有直观、准确的优点，但该方法严重依赖人工观测、成本高昂且观测点少、预报时效较差。统计预报法通过建立气象条件与气象产量关系的统计模型进行产量预报，虽然该方法简单实用，预报时效较长，可实现动态预报，但直接建立相关关系模型而不去考虑棉花的生物学特性往往会导致预报结果存在局限性和不稳定性。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种基于气候适宜度的棉花单产预测方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于气候适宜度的棉花单产预测方法，包括以下步骤：

建立多个站点，收集待预测地区历年的气象数据、棉花产量数据和棉花生育期数据和当年气象数据；

将待预测年份的棉花单产分解为趋势产量和气象产量；利用待预测地区历年的棉花产量数据，采用直线滑动平均模拟法模拟趋势产量；

通过待预测地区的气象数据和棉花生育期数据，计算棉花发育期内的第k旬的旬温度适宜度F(t_k)、旬日照适宜度F(s_k)和旬水分适宜度F(w_k)；通过第k旬的旬温度适宜度F(t_k)、旬日照适宜度F(s_k)和旬水分适宜度F(w_k)计算第k旬的旬气候适宜度F(c_k)；利用第k旬的旬气候适宜度F(c_k)计算获得第k旬的气候适宜度指数CSI_k；

以旬为时间单位，对待预测地区历年的气象数据和对应的气候适宜度指数进行线性回归分析，建立棉花气象产量动态预报模型，计算气象产量；

根据气象产量和趋势产量之和，预测棉花单产。

优选的，所述通过待预测地区的气象数据计算棉花发育期内的第k旬的旬温度适宜度F(t_k)包括以下步骤：

通过下式计算第k旬内第i日平均温度t_i，

其中，t_l为第k旬内第i日最低气温，t_h为第i日最高气温；

将第k旬内第i日平均温度t_i代入下式计算第k旬内第i日温度适宜度F(t_i)，