乘風借力氣象科技給農業插上轉型的翅膀

本刊記者|柴 帆

乘風借力氣象科技給農業插上轉型的翅膀

本刊記者|柴 帆

農業的穩定關乎到我國經濟的長期發展，農業是我國國民經濟的基礎，氣象災害是影響農業生產發展的主要障礙之一，由此，做好氣象監測預報格外重要，氣象預報對農民的生產活動有著重要的指導作用。

在千百年傳承的農業生產中，農民以自己的經驗與智慧，對氣象與農業的關系有了不斷的深入認識，早在春秋時代己知用土圭測日影的辦法定季節，劃分了春分、秋分、夏至、冬至四個節氣。在《詩經·豳風·七月》中已經有“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》一書中已有二十四節氣的全部名稱。《逸周書·時訓解》中將一年分為七十二候，每個節氣為3候，每候5天，各有一相應的物候現象，這是中國最早形成的結合天文、氣象、物候知識指導農事活動的歷法。這可看作古代農業氣象學的萌芽。先秦時期出現根據氣象判斷農事生產的思想，春秋名相管仲認為“春夏秋冬，陰陽之推移也”，他曾把氣象知識應用于土地開發和農業抗災。古人更是將對氣象的認識提煉編成“伏里有雨多種麥”、“稻秀暖、麥秀寒”等諺語加以流傳應用。

隨著現代社會的發展，溫度表的發明并應用于氣象學和生物學研究，之后開始了植物生長發育與氣象條件定量關系的觀察研究。隨著氣象觀測網的建立，逐步開展了氣候與農業關系的研究。經過多年深入研究，我國目前已建立了較為完備的農業氣象災害指標體系，如水分異常導致的干旱、洪澇、漬害、雪災等災害；由溫度異常引起的低溫、霜凍、凍害、高溫熱害等災害；其他因素或多要素綜合影響引起的連陰雨、風災、冰雹、干熱風等災害，這些災害指標體系的建立，對于做好農業氣象災害的監測及預警，減輕災害影響和損失，發揮了巨大的作用。

氣象監測任重而道遠

我國在1953年開始了系統的農業氣象研究和業務工作。國家氣象中心農業氣象中心高級工程師李森表示，農業氣象災害作為氣象災害的一部分，首先要依托于中國氣象局各級氣象臺站的監測網絡和氣象信息傳輸系統。農業氣象災害的監測廣泛調查農林牧漁業的實際表現，必要時開展針對性的科學實驗，并走訪農業生產部門和其他相關業務部門。

目前，我國的農業氣象災害監測技術和監測網絡取得了巨大進展，已初步形成了天基、空基、地基相結合的綜合監測技術體系。近年來，3S技術在農業氣象災害監測中得到越來越多的應用，國家、省級氣象業務部門已將3S技術和地面監測結合，構建了農業氣象災害動態監測評估系統，通過災害指標判斷、遙感監測、模型評估等主要監測技術手段開展干旱、洪澇等災害的動態監測。但監測的時效性、準確性和時空分辨率與社會需求還有一定的差距。

立體監測立足于監測平臺和相應技術手段，李森說，目前農業干旱可以通過遙感衛星、地面作物、地下土壤水分等信息指標綜合集成實現監測預報。洪澇可以通過衛星疊加基礎背景數據分析受淹面積、耕地等信息。其他如用遙感監測低溫冷害、高溫熱害、干熱風、病蟲害等的業務技術在我國尚不太成熟。

氣象災害導致農作物減產

農業是氣候變化最敏感的領域之一，災害性天氣直接影響著農業生產，氣候變化會造成我國大多數主要作物水分虧缺、生育期縮短，產量下降，并使我國現行的農業種植制度和作物布局發生改變。我國是世界上氣象災害種類最多、活動最頻繁、危害最嚴重的國家之一。在所有自然災害中， 氣象災害占了70%以上，其中60%為農業氣象災害。

李森表示，90年代以來，我國洪澇災害受災面積、成災面積總體均呈減小趨勢，然而還是有部分年份出現較嚴重的洪澇災害，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，今年南方地區又出現較嚴重洪澇。

我國干旱災害受災面積、成災面積總體呈先增大后減小趨勢，主要是1997、2000年和2001年受災較重，其中2000年為災情最重的一年，受災、成災面積分別達40541、26784千公頃，均為建國以來最大值。21世紀以來，受災面積、成災面積、糧食損失均呈減輕趨勢，以區域性旱情為主，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，時段集中，特別是長江中下游梅雨期間平均降水量比常年偏多74%，導致水稻、棉花、蔬菜、瓜果等作物大面積受淹，部分地區早稻大幅減產或絕收，一季稻田塊死苗嚴重，棉花幼蕾脫落明顯。其中，江漢、江淮以及江南北部等地受災較重，洪澇災害僅次于1998年。

1990-2014年全國農業受澇面積（千公頃）

1990-2014年全國農業受旱、成災面積（千公頃）及糧食損失（萬噸）

為此，李森建議，常年易發生暴雨洪澇的地區，要提前疏通溝渠，提高排澇抗漬能力；一旦雨水沖刷、浸泡，土壤肥力流失嚴重，積水退后，要適時追施肥，促進受災作物恢復生長；災毀絕收的地區，要因地制宜做好改種補種，以減少損失。

在對洪澇災害做出建議的同時，李森提到，秋季也是氣象導致農業受災的高發期，其中以初霜凍、干旱、連陰雨、寒露風、秋臺風等更為典型。

初霜凍影響著作物后期的灌漿，如東北地區初霜期如果提前，灌漿提前結束便會造成減產，常說霜期提前1天損失約1億斤糧食。秋季干旱會致使冬小麥和油菜播種受阻。連陰雨影響秋收、秋種，如2009年陰雨導致華北黃淮作物熟期推后，影響玉米、棉花等產量和品質；2011年，西北地區東南部、華北西南部部分地區多陰雨寡照天氣，導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、華南晚稻抽穗揚花期因寒露風帶來的低溫會造成抽穗揚花受阻，影響結實、增加空殼率。秋臺風更是加劇農作物損失，2016年第14號臺風“莫蘭蒂”在廈門登陸，是今年登陸中國大陸的最強臺風，登陸時，瞬時最大風力17級（63.7米/秒），至9月18日9時統計，“莫蘭蒂”已造成上海、江蘇、浙江、福建、江西5省（市）248萬人受災，29人死亡，15人失蹤，56.7萬人緊急轉移安置，農作物受災面積98千公頃，其中絕收8.9千公頃，直接經濟損失117.1億元。

除了天氣等不可控因素外，病蟲害也是農業生產的一大難題。溫度、降水、濕度、風和光照等氣象條件與各類植物病菌的發生流行以及害蟲的生長發育、繁殖和活動有著密切的關系，同時也是病蟲害發生的自然控制因子，特別是其綜合影響對于病蟲害發生發展有重要作用。

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生發展。多雨則利于大多數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）的發生發展。

李森表示，今年南北方都出現了階段性較嚴重的汛情，對于喜濕性病蟲害來說是有利的。病蟲害對溫度都有一個適宜生長的上下限，太高的溫度病蟲害不是很“喜歡”，高溫干燥的環境對病害的發生發展是不利的。高溫對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、高郁閉的田間環境對于害蟲抵御高溫有一定的幫助作用。

被臺風吹倒的香蕉地。

進入秋季，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進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業病蟲害防控的重點，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、適溫的稻田環境利于晚稻病蟲害的發生發展。另外，“兩遷害蟲”的遷入和降落需要有下沉氣流進行攜帶，水稻細菌性病害則在臺風風雨對植株葉面有損傷的時候易侵染，因此秋季多雨以及秋臺風的風雨影響均易誘發晚稻病蟲害的發生發展。

另一方面，隨著冬小麥、油菜等秋播作物的陸續播種出苗，一些危害這些作物的病蟲害開始陸續發展，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境，因此西北地區東部等地秋雨偏多或秋季霧露重的地區小麥秋苗易感染條銹病。

病蟲害的發生發展與天氣條件密切相關，因此，根據氣象條件的監測和預報對各類病蟲害發生發展趨勢的判斷是有科學依據的。李森說，2007年開始，面向氣象為農服務的需求和農業防災減災、保障糧食安全的需求以及開展現代農業氣象業務服務的需求，氣象部門深入開展了農業病蟲害發生發展氣象條件等級預報技術研發和業務服務。建立了病蟲害發生發展氣象等級預報技術、業務流程和產品發布平臺。并于每年4月至9月在農業病蟲害防治關鍵期或猖獗期之前，利用農業病蟲害發生發展氣象等級預報業務平臺，發布病蟲害氣象條件預報業務服務產品。另外，2008年以來，氣象部門還與農業部門根據病蟲情監測實況和氣象條件監測預報，實時會商分析未來10天可能大發生或偏重發生的病蟲害及其可能成災或危害加重的區域分布，聯合發布農業有害生物預報預警信息。

氣象部門助推農業轉型

在談到氣象部門如何協助推進農業精準扶貧，促進農業轉型發展時，李森說，作為農業氣象地基層工作者，平時多在田間地頭，進行各種農業氣象信息觀測，有時候，工作人員會住村入戶，有針對性地指導農民開展生產，增值增效。省級和國家級的研究人員通過開展農業氣象信息分析、災害監測預警預報等，制作發布農業氣象服務材料。對于具體的措施，應該從四個方面入手。

一、指導農業種植結構調整，充分利用氣候資源。針對貧困地區、貧困縣域的農業和氣候資源特點，對氣候資源概況特別是氣象災害情況進行普查和評價，制作針對性的氣候資源區劃和災害風險區劃分析材料，為農業種植結構調整、防災避災和科學利用農業氣候資源提供技術支撐，特別是防止和糾正氣候資源的過度和不恰當開發利用。此外，全國75%的貧困縣太陽能資源比較豐富，適合開展光伏發電；內蒙古中東部、黑龍江、吉林、河北北部、新疆北部等北方地區貧困縣風能資源豐富，具有大規模開發潛力。

二、加強基礎設施建設和災害監測預警，提高防災減災能力。全國有40%的貧困縣位于干旱半干旱地區，生態環境脆弱，干旱發生頻率在40%以上；全國有54%的貧困縣雨澇頻繁，受中小河流域洪水、山洪地質災害影響較大，因災返貧、因災重貧的現象比較突出。因此，需加強貧困縣的農田基本設施建設，提高防汛抗旱能力，還要強化災害監測預報預警工作，做好防災減災救災體系的非工程性措施建設，特別是在農村人居環境工程規劃和治理時應加強氣象災害風險評估，強化避災保安全。

三、各級氣象部門利用為農服務“兩個體系”建設的已有成果，將氣象工作融入各級政府扶貧工作大局，發揮氣象部門在貧困地區脫貧摘帽過程中“趨利避害、減災增收”的作用。

四、選派優秀的氣象干部，到貧困縣、貧困村鎮掛職扶貧，加強技術人才扶貧支持。

“日落胭脂紅，無雨也有風”，從先輩們根據自身經驗判斷天氣、種植作物到如今氣象對農業的精準監測，讓農民從傳統勞動中解放出來，氣象對于農業一直是雪中碳，也是錦上花。