本刊記者|柴 帆

乘風(fēng)借力氣象科技給農(nóng)業(yè)插上轉(zhuǎn)型的翅膀

本刊記者|柴 帆

農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定關(guān)乎到我國(guó)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期發(fā)展，農(nóng)業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，氣象災(zāi)害是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的主要障礙之一，由此，做好氣象監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)格外重要，氣象預(yù)報(bào)對(duì)農(nóng)民的生產(chǎn)活動(dòng)有著重要的指導(dǎo)作用。

在千百年傳承的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)民以自己的經(jīng)驗(yàn)與智慧，對(duì)氣象與農(nóng)業(yè)的關(guān)系有了不斷的深入認(rèn)識(shí)，早在春秋時(shí)代己知用土圭測(cè)日影的辦法定季節(jié)，劃分了春分、秋分、夏至、冬至四個(gè)節(jié)氣。在《詩經(jīng)·豳風(fēng)·七月》中已經(jīng)有“四月秀 ，五月鳴蜩”，“八月剝棗，十月獲稻”的物候記載。西漢初的《淮南子·天文訓(xùn)》一書中已有二十四節(jié)氣的全部名稱。《逸周書·時(shí)訓(xùn)解》中將一年分為七十二候，每個(gè)節(jié)氣為3候，每候5天，各有一相應(yīng)的物候現(xiàn)象，這是中國(guó)最早形成的結(jié)合天文、氣象、物候知識(shí)指導(dǎo)農(nóng)事活動(dòng)的歷法。這可看作古代農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的萌芽。先秦時(shí)期出現(xiàn)根據(jù)氣象判斷農(nóng)事生產(chǎn)的思想，春秋名相管仲認(rèn)為“春夏秋冬，陰陽之推移也”，他曾把氣象知識(shí)應(yīng)用于土地開發(fā)和農(nóng)業(yè)抗災(zāi)。古人更是將對(duì)氣象的認(rèn)識(shí)提煉編成“伏里有雨多種麥”、“稻秀暖、麥秀寒”等諺語加以流傳應(yīng)用。

隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，溫度表的發(fā)明并應(yīng)用于氣象學(xué)和生物學(xué)研究，之后開始了植物生長(zhǎng)發(fā)育與氣象條件定量關(guān)系的觀察研究。隨著氣象觀測(cè)網(wǎng)的建立，逐步開展了氣候與農(nóng)業(yè)關(guān)系的研究。經(jīng)過多年深入研究，我國(guó)目前已建立了較為完備的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害指標(biāo)體系，如水分異常導(dǎo)致的干旱、洪澇、漬害、雪災(zāi)等災(zāi)害；由溫度異常引起的低溫、霜凍、凍害、高溫?zé)岷Φ葹?zāi)害；其他因素或多要素綜合影響引起的連陰雨、風(fēng)災(zāi)、冰雹、干熱風(fēng)等災(zāi)害，這些災(zāi)害指標(biāo)體系的建立，對(duì)于做好農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的監(jiān)測(cè)及預(yù)警，減輕災(zāi)害影響和損失，發(fā)揮了巨大的作用。

氣象監(jiān)測(cè)任重而道遠(yuǎn)

我國(guó)在1953年開始了系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)氣象研究和業(yè)務(wù)工作。國(guó)家氣象中心農(nóng)業(yè)氣象中心高級(jí)工程師李森表示，農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害作為氣象災(zāi)害的一部分，首先要依托于中國(guó)氣象局各級(jí)氣象臺(tái)站的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和氣象信息傳輸系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的監(jiān)測(cè)廣泛調(diào)查農(nóng)林牧漁業(yè)的實(shí)際表現(xiàn)，必要時(shí)開展針對(duì)性的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，并走訪農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門和其他相關(guān)業(yè)務(wù)部門。

目前，我國(guó)的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)技術(shù)和監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)取得了巨大進(jìn)展，已初步形成了天基、空基、地基相結(jié)合的綜合監(jiān)測(cè)技術(shù)體系。近年來，3S技術(shù)在農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)中得到越來越多的應(yīng)用，國(guó)家、省級(jí)氣象業(yè)務(wù)部門已將3S技術(shù)和地面監(jiān)測(cè)結(jié)合，構(gòu)建了農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)，通過災(zāi)害指標(biāo)判斷、遙感監(jiān)測(cè)、模型評(píng)估等主要監(jiān)測(cè)技術(shù)手段開展干旱、洪澇等災(zāi)害的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。但監(jiān)測(cè)的時(shí)效性、準(zhǔn)確性和時(shí)空分辨率與社會(huì)需求還有一定的差距。

立體監(jiān)測(cè)立足于監(jiān)測(cè)平臺(tái)和相應(yīng)技術(shù)手段，李森說，目前農(nóng)業(yè)干旱可以通過遙感衛(wèi)星、地面作物、地下土壤水分等信息指標(biāo)綜合集成實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)。洪澇可以通過衛(wèi)星疊加基礎(chǔ)背景數(shù)據(jù)分析受淹面積、耕地等信息。其他如用遙感監(jiān)測(cè)低溫冷害、高溫?zé)岷Α⒏蔁犸L(fēng)、病蟲害等的業(yè)務(wù)技術(shù)在我國(guó)尚不太成熟。

氣象災(zāi)害導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)

農(nóng)業(yè)是氣候變化最敏感的領(lǐng)域之一，災(zāi)害性天氣直接影響著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，氣候變化會(huì)造成我國(guó)大多數(shù)主要作物水分虧缺、生育期縮短，產(chǎn)量下降，并使我國(guó)現(xiàn)行的農(nóng)業(yè)種植制度和作物布局發(fā)生改變。我國(guó)是世界上氣象災(zāi)害種類最多、活動(dòng)最頻繁、危害最嚴(yán)重的國(guó)家之一。在所有自然災(zāi)害中， 氣象災(zāi)害占了70%以上，其中60%為農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。

李森表示，90年代以來，我國(guó)洪澇災(zāi)害受災(zāi)面積、成災(zāi)面積總體均呈減小趨勢(shì)，然而還是有部分年份出現(xiàn)較嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害，如1991年的江淮流域洪澇、1998年的全流域洪澇、2003年的淮河流域洪澇，今年南方地區(qū)又出現(xiàn)較嚴(yán)重洪澇。

我國(guó)干旱災(zāi)害受災(zāi)面積、成災(zāi)面積總體呈先增大后減小趨勢(shì)，主要是1997、2000年和2001年受災(zāi)較重，其中2000年為災(zāi)情最重的一年，受災(zāi)、成災(zāi)面積分別達(dá)40541、26784千公頃，均為建國(guó)以來最大值。21世紀(jì)以來，受災(zāi)面積、成災(zāi)面積、糧食損失均呈減輕趨勢(shì)，以區(qū)域性旱情為主，2006年川渝、2009年東北干旱等較為典型。

3月21日是今年南方入汛的日子，較往年早了16天，也是近7年來最早的一次入汛。汛期暴雨頻繁，時(shí)段集中，特別是長(zhǎng)江中下游梅雨期間平均降水量比常年偏多74%，導(dǎo)致水稻、棉花、蔬菜、瓜果等作物大面積受淹，部分地區(qū)早稻大幅減產(chǎn)或絕收，一季稻田塊死苗嚴(yán)重，棉花幼蕾脫落明顯。其中，江漢、江淮以及江南北部等地受災(zāi)較重，洪澇災(zāi)害僅次于1998年。

1990-2014年全國(guó)農(nóng)業(yè)受澇面積（千公頃）

1990-2014年全國(guó)農(nóng)業(yè)受旱、成災(zāi)面積（千公頃）及糧食損失（萬噸）

為此，李森建議，常年易發(fā)生暴雨洪澇的地區(qū)，要提前疏通溝渠，提高排澇抗?jié)n能力；一旦雨水沖刷、浸泡，土壤肥力流失嚴(yán)重，積水退后，要適時(shí)追施肥，促進(jìn)受災(zāi)作物恢復(fù)生長(zhǎng)；災(zāi)毀絕收的地區(qū)，要因地制宜做好改種補(bǔ)種，以減少損失。

在對(duì)洪澇災(zāi)害做出建議的同時(shí)，李森提到，秋季也是氣象導(dǎo)致農(nóng)業(yè)受災(zāi)的高發(fā)期，其中以初霜凍、干旱、連陰雨、寒露風(fēng)、秋臺(tái)風(fēng)等更為典型。

初霜凍影響著作物后期的灌漿，如東北地區(qū)初霜期如果提前，灌漿提前結(jié)束便會(huì)造成減產(chǎn)，常說霜期提前1天損失約1億斤糧食。秋季干旱會(huì)致使冬小麥和油菜播種受阻。連陰雨影響秋收、秋種，如2009年陰雨導(dǎo)致華北黃淮作物熟期推后，影響玉米、棉花等產(chǎn)量和品質(zhì)；2011年，西北地區(qū)東南部、華北西南部部分地區(qū)多陰雨寡照天氣，導(dǎo)致部分作物貪青晚熟、騰茬偏晚和土壤過濕，使秋播作物播種推遲。江南、華南晚稻抽穗揚(yáng)花期因寒露風(fēng)帶來的低溫會(huì)造成抽穗揚(yáng)花受阻，影響結(jié)實(shí)、增加空殼率。秋臺(tái)風(fēng)更是加劇農(nóng)作物損失，2016年第14號(hào)臺(tái)風(fēng)“莫蘭蒂”在廈門登陸，是今年登陸中國(guó)大陸的最強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，登陸時(shí)，瞬時(shí)最大風(fēng)力17級(jí)（63.7米/秒），至9月18日9時(shí)統(tǒng)計(jì)，“莫蘭蒂”已造成上海、江蘇、浙江、福建、江西5?。ㄊ校?48萬人受災(zāi)，29人死亡，15人失蹤，56.7萬人緊急轉(zhuǎn)移安置，農(nóng)作物受災(zāi)面積98千公頃，其中絕收8.9千公頃，直接經(jīng)濟(jì)損失117.1億元。

除了天氣等不可控因素外，病蟲害也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一大難題。溫度、降水、濕度、風(fēng)和光照等氣象條件與各類植物病菌的發(fā)生流行以及害蟲的生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖和活動(dòng)有著密切的關(guān)系，同時(shí)也是病蟲害發(fā)生的自然控制因子，特別是其綜合影響對(duì)于病蟲害發(fā)生發(fā)展有重要作用。

一般來說，“旱生蟲，濕生病”。高溫干旱利于蝗蟲、蚜蟲等害蟲的繁殖和發(fā)生發(fā)展。多雨則利于大多數(shù)作物病害以及喜歡降雨的水稻“兩遷”害蟲（稻飛虱、稻縱卷葉螟）的發(fā)生發(fā)展。

李森表示，今年南北方都出現(xiàn)了階段性較嚴(yán)重的汛情，對(duì)于喜濕性病蟲害來說是有利的。病蟲害對(duì)溫度都有一個(gè)適宜生長(zhǎng)的上下限，太高的溫度病蟲害不是很“喜歡”，高溫干燥的環(huán)境對(duì)病害的發(fā)生發(fā)展是不利的。高溫對(duì)于害蟲來說是有一定的抑制作用，但是害蟲由于具有一定的躲避或抗御能力，所以高溫殺傷力不大，并且高濕度、高郁閉的田間環(huán)境對(duì)于害蟲抵御高溫有一定的幫助作用。

被臺(tái)風(fēng)吹倒的香蕉地。

進(jìn)入秋季，隨著玉米、一季稻、大豆、棉花、馬鈴薯等主要秋收作物逐漸成熟收獲，危害這些作物的病蟲害也陸續(xù)進(jìn)入休眠或者停止危害的階段。晚稻作為尚未成熟的秋收作物，危害晚稻的病蟲害成為秋季農(nóng)業(yè)病蟲害防控的重點(diǎn)，主要包括“兩遷害蟲”稻飛虱、稻縱卷葉螟以及稻瘟病、稻曲病等。晚稻病蟲害多喜濕、喜雨，因此，多雨、高濕、適溫的稻田環(huán)境利于晚稻病蟲害的發(fā)生發(fā)展。另外，“兩遷害蟲”的遷入和降落需要有下沉氣流進(jìn)行攜帶，水稻細(xì)菌性病害則在臺(tái)風(fēng)風(fēng)雨對(duì)植株葉面有損傷的時(shí)候易侵染，因此秋季多雨以及秋臺(tái)風(fēng)的風(fēng)雨影響均易誘發(fā)晚稻病蟲害的發(fā)生發(fā)展。

另一方面，隨著冬小麥、油菜等秋播作物的陸續(xù)播種出苗，一些危害這些作物的病蟲害開始陸續(xù)發(fā)展，小麥病蟲害主要包括蚜蟲、麥蜘蛛、白粉病和條銹病等。小麥蚜蟲多喜高溫、干旱，因此在秋季北方溫暖干旱的麥區(qū)小麥蚜蟲易大量繁殖并危害小麥葉片。小麥條銹病喜涼濕環(huán)境，因此西北地區(qū)東部等地秋雨偏多或秋季霧露重的地區(qū)小麥秋苗易感染條銹病。

病蟲害的發(fā)生發(fā)展與天氣條件密切相關(guān)，因此，根據(jù)氣象條件的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)對(duì)各類病蟲害發(fā)生發(fā)展趨勢(shì)的判斷是有科學(xué)依據(jù)的。李森說，2007年開始，面向氣象為農(nóng)服務(wù)的需求和農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)、保障糧食安全的需求以及開展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)服務(wù)的需求，氣象部門深入開展了農(nóng)業(yè)病蟲害發(fā)生發(fā)展氣象條件等級(jí)預(yù)報(bào)技術(shù)研發(fā)和業(yè)務(wù)服務(wù)。建立了病蟲害發(fā)生發(fā)展氣象等級(jí)預(yù)報(bào)技術(shù)、業(yè)務(wù)流程和產(chǎn)品發(fā)布平臺(tái)。并于每年4月至9月在農(nóng)業(yè)病蟲害防治關(guān)鍵期或猖獗期之前，利用農(nóng)業(yè)病蟲害發(fā)生發(fā)展氣象等級(jí)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)平臺(tái)，發(fā)布病蟲害氣象條件預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)服務(wù)產(chǎn)品。另外，2008年以來，氣象部門還與農(nóng)業(yè)部門根據(jù)病蟲情監(jiān)測(cè)實(shí)況和氣象條件監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)，實(shí)時(shí)會(huì)商分析未來10天可能大發(fā)生或偏重發(fā)生的病蟲害及其可能成災(zāi)或危害加重的區(qū)域分布，聯(lián)合發(fā)布農(nóng)業(yè)有害生物預(yù)報(bào)預(yù)警信息。

氣象部門助推農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型

在談到氣象部門如何協(xié)助推進(jìn)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)扶貧，促進(jìn)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展時(shí)，李森說，作為農(nóng)業(yè)氣象地基層工作者，平時(shí)多在田間地頭，進(jìn)行各種農(nóng)業(yè)氣象信息觀測(cè)，有時(shí)候，工作人員會(huì)住村入戶，有針對(duì)性地指導(dǎo)農(nóng)民開展生產(chǎn)，增值增效。省級(jí)和國(guó)家級(jí)的研究人員通過開展農(nóng)業(yè)氣象信息分析、災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警預(yù)報(bào)等，制作發(fā)布農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)材料。對(duì)于具體的措施，應(yīng)該從四個(gè)方面入手。

一、指導(dǎo)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，充分利用氣候資源。針對(duì)貧困地區(qū)、貧困縣域的農(nóng)業(yè)和氣候資源特點(diǎn)，對(duì)氣候資源概況特別是氣象災(zāi)害情況進(jìn)行普查和評(píng)價(jià)，制作針對(duì)性的氣候資源區(qū)劃和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃分析材料，為農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、防災(zāi)避災(zāi)和科學(xué)利用農(nóng)業(yè)氣候資源提供技術(shù)支撐，特別是防止和糾正氣候資源的過度和不恰當(dāng)開發(fā)利用。此外，全國(guó)75%的貧困縣太陽能資源比較豐富，適合開展光伏發(fā)電；內(nèi)蒙古中東部、黑龍江、吉林、河北北部、新疆北部等北方地區(qū)貧困縣風(fēng)能資源豐富，具有大規(guī)模開發(fā)潛力。

二、加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警，提高防災(zāi)減災(zāi)能力。全國(guó)有40%的貧困縣位于干旱半干旱地區(qū)，生態(tài)環(huán)境脆弱，干旱發(fā)生頻率在40%以上；全國(guó)有54%的貧困縣雨澇頻繁，受中小河流域洪水、山洪地質(zhì)災(zāi)害影響較大，因?yàn)?zāi)返貧、因?yàn)?zāi)重貧的現(xiàn)象比較突出。因此，需加強(qiáng)貧困縣的農(nóng)田基本設(shè)施建設(shè)，提高防汛抗旱能力，還要強(qiáng)化災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警工作，做好防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)體系的非工程性措施建設(shè)，特別是在農(nóng)村人居環(huán)境工程規(guī)劃和治理時(shí)應(yīng)加強(qiáng)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，強(qiáng)化避災(zāi)保安全。

三、各級(jí)氣象部門利用為農(nóng)服務(wù)“兩個(gè)體系”建設(shè)的已有成果，將氣象工作融入各級(jí)政府扶貧工作大局，發(fā)揮氣象部門在貧困地區(qū)脫貧摘帽過程中“趨利避害、減災(zāi)增收”的作用。

四、選派優(yōu)秀的氣象干部，到貧困縣、貧困村鎮(zhèn)掛職扶貧，加強(qiáng)技術(shù)人才扶貧支持。

“日落胭脂紅，無雨也有風(fēng)”，從先輩們根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)判斷天氣、種植作物到如今氣象對(duì)農(nóng)業(yè)的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，讓農(nóng)民從傳統(tǒng)勞動(dòng)中解放出來，氣象對(duì)于農(nóng)業(yè)一直是雪中碳，也是錦上花。