Методика прогноза урожайности зерновых на основе многолетних рядов вегетационных индексов

Прогнозные оценки урожайности зерновых культур традиционно представляют большой практический интерес, как для стран производителей, так и для потенциальных потребителей. Казахстан является крупным производителем зерна, посевы зерновых занимают около 15 млн. га. Для Казахстана задача прогноза урожайности чрезвычайно актуальна, поскольку основные посевные площади расположены в зоне неполивного земледелия и часто страдают от засух. В последнее десятилетие засухи различной интенсивности и продолжительности регистрируются практически ежегодно и наносят значительный ущерб экономике республики. Урожайность зерновых в благоприятные и неблагоприятные годы различается в 2-3 раза. Чем раньше получен прогноз, тем выше его ценность. Ранние прогнозы позволяют заблаговременно оценить риски, связанные с потерями урожая из-за неблагоприятных погодных условий, и принять меры к их снижению.
Данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) уже более 15 лет активно используются для мониторинга сельскохозяйственных угодий в Казахстане. Разработанные технологии позволяют с высокой точностью определять площади и текущее состояние посевов. В тоже время достоверность прогноза урожайности пока оставляет желать лучшего, особенно, когда речь идет о раннем (до посевном) прогнозе.
В докладе представлена адаптивная многоэтапная методика прогноза урожайности яровых зерновых культур, разработанная для условий северного Казахстана. Методика основана на использовании многолетних рядов дифференциальных и интегральных вегетационных индексов, построенных по данным ДЗЗ, и предусматривает реализацию следующих процедур.
Вначале текущего года (до посева) для основных зерносеющих областей Казахстана рассчитывается предварительный прогноз урожайности с учетом априорных вероятностей благоприятных, нормальных и неблагоприятных метеоусловий. Этот прогноз делается на основе статистического анализа временных рядов интегральных индексов вегетации.
На следующем шаге прогноз уточняется с учетом особенностей погодных условий предпосевного периода, таких, в частности, как характер текущего цикла солнечной активности, погодные условия в предшествующие годы, сроки и темпы схода снежного покрова. В результате для каждой области (района) определяется ожидаемый интервал изменения урожайности с учетом ее вариаций в благоприятные и неблагоприятные годы.
В ходе вегетационного сезона осуществляется дистанционная оценка реального состояния посевов и осуществляется корректировка прогноза.
По завершению сезона подводятся итоговые оценки, рассчитывается фактический ущерб, определяются погрешности прогноза, корректируются вероятностные модели и типовые сценарии прогноза.
Приведены результаты тестирования методики на примере Акмолинской области Казахстана.