生态气象监测指标体系-农田生态系统(试行)

附件1：生态气象监测指标体系（试行）农田生态系统中国气象局二○○六年三月前言人口、资源、环境和灾害等是全人类正在且必须面对的重大课题，因为近百年来全球气候正在经历一次以变暖为主要特征的显著变化。

这种变化对世界范围内生态、资源、环境的负面效应日益显现，导致了水资源短缺、海平面上升、冰川退缩、干旱化和荒漠化加剧以及各类极端天气气候事件的频繁发生，已经并将继续对经济社会的可持续发展带来深远的影响。

我国的气象事业发展正在进入一个崭新的时期，气象与经济社会发展的关系日益紧密，已经深入到政治、经济、社会、国家安全、环境、外交和可持续发展的方方面面。

中国气象事业发展战略研究成果提出了“公共气象、安全气象、资源气象”的发展理念，中国气象局业务技术体制按照“多轨道、研究型、集约化、开放式”的总体思路，明确了八条业务轨道和四个功能平台的业务布局与分工，其中生态与农业气象为业务轨道之一。

开展生态与农业气象业务，是气象部门“坚持公共气象的发展方向，大力提升气象信息对国家安全的保障能力，大力提升气象资源为可持续发展的支撑能力”的现实需求，是进一步发挥气象专业技术优势，积极拓展气象业务服务领域，改善生态环境，提高资源利用效率的重要基础性工作，是气象部门为实现经济社会全面、协调、可持续发展所做的积极探索和努力。

其中，生态气象监测作为一种重要的工作手段，是生态与农业气象业务的核心构成。

为了保证全国气象部门生态气象监测工作的深入开展并进一步实现业务化、规范化和制度化，我们组织编制了该项《生态气象监测指标体系（试行）》。

本书依据《地面气象观测规范》、《农业气象观测规范》和《生态气象观测规范（试行）》等，并充分利用卫星遥感监测技术和方法，初步建立了农田生态系统、森林生态系统、草地生态系统、湿地生态系统、湖泊生态系统和荒漠（绿洲）生态系统等6种生态系统下大气、生物、土壤和水以及相关灾害等监测指标体系。

生态气象监测是一项正在发展中的业务，其指标的建立尚未完全成熟，科学技术和社会经济的飞速发展，也必将对此项业务提出更新更多的需求。

因此，随着今后全国气象部门开展生态与农业气象业务的工作实践，本监测指标体系将不断得到检验，预测减灾司也将适时对本体系进行修改完善，并根据发展需要建立其它生态系统的监测指标体系。

预测减灾司二〇〇六年三月目录概述 (1)原则 (2)农田生态系统监测指标总表 (3)气象 (4)大气成分 (7)生物 (8)土壤 (10)水 (12)灾害 (13)参考文献 (20)附加说明 (21)概述生态学是研究生物生存条件、生物及其群体与环境相互作用的过程及其规律的科学，其目的是指导人与自然、资源与环境的协调发展。

生态气象是应用气象学、生态学的原理与方法研究天气气候条件与生态系统诸因子间相互关系及其规律的一门科学。

生态气象监测，即通过对生态系统的大气、生物、土壤和水以及相关灾害发生的主要特征量的观测、调查和计算，分析气象条件与各生态因子之间的相互关系和作用机理，科学评价生态系统的动态状况，提供保护、改善和合理利用生态系统的信息，同时为气候系统、气候变化研究和预测提供重要的基础数据。

生态气象监测指标，指的是在生态气象监测过程中选定的能够反映和指示生态系统状况的特征量，由大气、生物、土壤和水以及相关灾害五类特征量组成，包括应用卫星遥感技术和地面观测方法获取的直接观测值或调查值，以及对直接观测值或调查值加工处理后的计算值。

生态气象监测指标体系，是各生态系统生态气象监测指标总集。

本指标体系涵盖农田生态系统、森林生态系统、草地生态系统、湿地生态系统、湖泊生态系统和荒漠（绿洲）生态系统等六种生态系统。

其中农田生态系统指标47个，森林生态系统指标43个，草地生态系统指标48个，湿地生态系统指标35个，湖泊生态系统指标35个，荒漠（绿洲）生态系统指标40个，总计248个指标。

应用本指标体系，可以选择单一或多个指标开展定期或不定期的专题服务或评价；可以定期或不定期地在各生态系统中分别进行大气、生物、土壤和水以及相关灾害发生的变化分析或评价；可以在综合分析大气、生物、土壤和水以及相关灾害总体指标的前提下，定期制作各生态系统质量评价。

原则生态系统是地球上由生物群落及其生存环境共同组成的动态平衡系统。

生物群落和（或）生态环境的差别形成不同的生态系统，每个生态系统都有自己的结构以及相应的能量流动和物质循环的方式和途径。

因此，各生态系统存有共性，但又有各自的自身特点、面临问题和发展需求。

本监测指标体系在充分分析农田生态系统、森林生态系统、草地生态系统、湿地生态系统、湖泊生态系统和荒漠（绿洲）生态系统等六种生态系统的共性与各自独特性的基础上，遵循以下原则选择建立指标体系。

（一）代表性原则生态气象监测指标的选择，能够充分体现各种生态系统，包括农田生态系统、森林生态系统、草地生态系统、湿地生态系统、湖泊生态系统和荒漠（绿洲）生态系统等的自身特点，以及各种生态系统下信息服务的针对性、独特性。

是为代表性原则。

（二）整体性原则生态气象监测指标的选择，能够涵盖各种生态系统中各类信息服务产品的加工、制作和服务的全过程，包括直接观测指标、调查指标和计算指标。

是为整体性原则。

（三）通用性原则生态气象监测指标的选择，能够整体适用于不同地域范围的同种生态系统，而非部分适用并且不局限于某个特定区域。

是为通用性原则。

（四）应用性原则生态气象监测指标的选择，能够在信息服务中做到获取方便，加工程序简单，产品服务方向明晰，容易付诸实际应用，总之具有可操作性。

是为应用性原则。

农田生态系统监测指标总表气象大气成分生物土壤水灾害1 ≥0℃活动积温降水pH值农田主推品种良种覆盖率土壤pH值蓄水量与灌溉条件干旱2 ≥5℃活动积温降尘总量物候期土壤盐分含量地下水位洪涝3 ≥10℃活动积温叶面积指数土壤肥力水体面积连阴雨4 有效生长季干物质重量施肥结构总有机碳（TOC）冰雹5 无霜期产量结构土壤水分含量化学需氧量（COD）霜冻6 （日、月、年）平均气温籽粒品质生物需氧量（BOD）低温冷害7 （日、月、年）最高气温、最低气温作物长势干热风8 气温日较差高温逼熟9 降水量风灾10 降水距平百分率沙尘暴11 蒸发量病虫害12 干燥度13 日照时数14 光合有效辐射15 气候生产潜力16 积雪气象1.≥0℃活动积温积温指一定时期内日平均温度的总和。

积温是作物要求热量的指标，因作物种类、品种和生育期的不同而异；积温也是地区热量资源指标。

根据作物的积温要求，对照地区的热量资源，便可评价该地热量条件，为作物的生育期预报、合理利用农业气候资源和改革种植制度等提供依据。

活动温度则指高于植物生物学下限温度的日平均气温。

从每年日平均气温稳定通过0℃这天起，到稳定结束0℃这天止，其间逐日平均气温相加，其和为≥0℃活动积温。

≥0℃活动积温是研究作物生长、发育对热量的要求和评价热量资源的一种指标。

作物发育的起始温度（又称生物学零度）不一定和0℃相一致，因作物种类、品种而异，而且同一作物，不同发育期也不相同，多数都在0℃以上，因此≥0℃活动积温是热量资源的基本指标。

A a =ΣT i ( T i ≥0℃)其中A a为≥0℃活动积温；T i为时段内某日的平均温度。

2.≥5℃活动积温从每年日平均气温稳定通过5℃这天起，到稳定结束5℃这天止，其间逐日平均气温相加之和为≥5℃活动积温。

日平均气温稳定通过5℃的日期，在春季是豆类等秋田杂粮作物播种期和果木发芽期。

日平均气温≥5℃期间的持续日数，称为耐寒作物和果木的有利生长期。

A a =ΣT i ( T i ≥5℃)其中A a为≥5℃活动积温；T i为时段内某日的平均温度。

3.≥10℃活动积温10℃是大多数作物生长的下限温度。

每年日平均气温稳定通过10℃这天起，到稳定结束10℃这天止，其间逐日平均气温相加之和为≥10℃活动积温。

10℃是春季喜温作物开始播种与生长，喜凉作物开始迅速生长的温度；在秋季其终日是喜温作物停止生长、喜凉作物光合作用显著降低的日期。

开始大于10℃至开始小于10℃之间的时段为喜温作物的生长期和喜凉作物活跃生长期。

因此，它可以代表当地的热量资源状况，表示各种作物在整个生长期内热量供应的可靠指标。

A a =ΣT i ( T i ≥10℃)其中A a 为≥10℃活动积温；T i为时段内某日的平均温度。

4.有效生长季指某地每年作物稳定通过生长下限温度的持续日数，是品种选择、引种、针对不利气象条件采取生产措施的依据。

大多数作物指稳定通过10℃的持续日数。

南方水稻的早稻移栽、晚稻灌浆的最低温度要求稳定在15℃以上。

以水稻为例，R = r1 －r2其中R为有效生长季；r2为稳定通过15℃日期，r1为稳定结束15℃日期。

5.无霜期无霜期是指终、初霜之间的持续日数。

初霜指后半年第一次出现的霜，此后进入霜期，初霜期多发生于秋季，初霜期出现较早的年份往往使处于生长后期的秋熟作物遭受霜冻危害，降低产量和品质。

终霜指前半年最后一次出现的霜，此后进入无霜期，终霜期多发生于春季，终霜期出现较迟的年份，易使小麦、油菜或春播作物幼苗遭受冻害。

无霜期越长，对作物生长越有利。

由于每年的气候情况不完全相同，出现初霜和终霜的日期有早有晚，无霜期不一致。

无霜期=初霜日期－终霜日期6.（日、月、年）平均气温日平均气温是一天中不同时间观测的气温值的平均数。

月平均气温是一月中各日平均气温值的平均数，是将各日的平均气温相加，除以该月的天数而得。

年平均气温是一年中各月平均气温值的平均数，是将12个月的月平均气温累加后除以12而得。

7.（日、月、年）最高气温、最低气温日最高气温指一天中气温的最大值，日最高气温一般出现在午后两点钟左右；（月、年）极端最高气温指一月中或一年中气温的最大值。

日最低气温指一天中气温的最小值，日最低气温一般出现在清晨日出前后；（月、年）极端最低气温指一月中或一年中气温的最小值。

8.气温日较差每昼夜最高气温和最低气温之差，称为气温日较差。

它的大小反映了气温日变化的程度。

气温日较差的大小与地理纬度、季节、地表性质、天气状况有关，对作物生长发育、产量形成、产品品质有很大影响。

气温日较差=日最高气温－日最低气温9.降水量降水量是指某一时段内的未经蒸发、渗透、流失的降水，在水平面上积累的深度。

以mm 为单位，取一位小数。

降水量反映当地的农业气候资源，各种降水量条件决定不同生产制度。

监测降水量的变化，可研究一定时期降水量大小对作物生长的利弊影响，进行有关作物品种与耕作技术的调整。

通常采用雨量器（雨量计）于每日08、20时分别量取前12小时降水量，或采用自动观测方法。

10.降水距平百分率指某时段降水量与历年同时段平均降水量差值占历年同时段平均降水量的百分率，降水距平百分率可表示旱涝的程度。