內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市氣象局 王英琦
氣候變化影響設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展,一旦遇到突發(fā)性氣候變化,容易帶來嚴(yán)重?fù)p失。農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)利用其地理信息技術(shù)、遙感技術(shù)等,為設(shè)施農(nóng)業(yè)的農(nóng)戶提供快速、準(zhǔn)確度高的氣候變化信息,讓農(nóng)戶了解未來一段時(shí)間內(nèi)的氣候變化情況,為農(nóng)戶做好天氣變化的預(yù)防措施提供時(shí)間,保障設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的溫度、濕度恒定,為農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)收入以及設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持與保障。
設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展有利于反季節(jié)農(nóng)作物的種植,以蔬菜種植為例,反季節(jié)種植能夠讓蔬菜在節(jié)假日期間上市,與常規(guī)大批新鮮蔬菜的上市時(shí)間錯(cuò)開,有利于搶占市場(chǎng)主體位置,為農(nóng)民帶來可觀經(jīng)濟(jì)收入。反季節(jié)農(nóng)作物種植除了需要考慮到保溫膜質(zhì)量等基礎(chǔ)設(shè)施是否滿足要求,氣候問題為重點(diǎn)考慮內(nèi)容,原因在于,大棚內(nèi)的溫度、濕度等因素的把控與調(diào)節(jié)需要根據(jù)外部氣候變化而采取相應(yīng)措施,保障大棚內(nèi)溫度、濕度穩(wěn)定。設(shè)施農(nóng)業(yè)已經(jīng)具備相應(yīng)的保溫、遮光等設(shè)施,為大棚內(nèi)部的溫度、濕度調(diào)控提供支持,為了進(jìn)一步控制大棚內(nèi)溫度、濕度合理,提高農(nóng)作物發(fā)芽率與成活率,利用雷達(dá)設(shè)施監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)氣象變化,利用農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)中的遙感技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)等進(jìn)行氣候變化預(yù)測(cè)與預(yù)報(bào),如預(yù)報(bào)具體的傍晚日落時(shí)間、太陽下山前后的溫差等,為農(nóng)戶的農(nóng)作物種植、保溫與遮光設(shè)施的運(yùn)行等提供更加科學(xué)的信息參考。
由于反季節(jié)農(nóng)作物種植容易受到溫度變化的影響,且農(nóng)作物生長(zhǎng)期間的不同階段需要大棚內(nèi)保持其各個(gè)階段不同的溫度與濕度需求,利用農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)向農(nóng)戶提供區(qū)域內(nèi)、接下來一段時(shí)間內(nèi)的平均氣溫、最高與最低氣溫、風(fēng)力、風(fēng)向等,農(nóng)戶可以根據(jù)以上信息合理把控大棚的通風(fēng)時(shí)間以及通風(fēng)時(shí)長(zhǎng),讓大棚內(nèi)溫度滿足反季節(jié)農(nóng)作物播種時(shí)期以及后期生長(zhǎng)時(shí)期的氣候要求,保障其品質(zhì),提高反季節(jié)農(nóng)作物種植的經(jīng)濟(jì)效益[1]。
暴雨、大風(fēng)等天氣嚴(yán)重影響設(shè)施農(nóng)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展,尤其是突發(fā)、猛烈的惡劣天氣,以夏季午間強(qiáng)降雨為例,這一期間內(nèi),大棚處于通風(fēng)時(shí)期,塑料膜底部掀起,棚內(nèi)外溫度、濕度差距不大,棚內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)大幅度的溫度下降,而午間強(qiáng)降雨的突然出現(xiàn),室外溫度大幅下降,且伴隨具有一定強(qiáng)度的風(fēng),農(nóng)戶并不能保障立即將塑料膜全部放下,因此,在這一時(shí)期內(nèi),棚內(nèi)溫度大幅下滑,濕度、溫度均出現(xiàn)變化,棚內(nèi)農(nóng)作物在突然的氣候變化影響下,容易出現(xiàn)較為明顯的長(zhǎng)勢(shì)不足現(xiàn)象,影響其果實(shí)品質(zhì)[2]。
利用農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)向農(nóng)戶預(yù)報(bào)未來一段期間內(nèi)可能出現(xiàn)的氣候變化,讓農(nóng)戶提前做好防護(hù)措施,農(nóng)戶們注意觀察氣候變化這一期間內(nèi)棚內(nèi)溫度的變化,采取棚內(nèi)增溫、覆蓋草簾等預(yù)防措施,降低室外氣候變化對(duì)棚內(nèi)整體生態(tài)環(huán)境的影響,避免對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)正常生產(chǎn)的影響,為農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)收入,設(shè)施農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供保障。例如,藍(lán)莓種植怕澇,江西省2023 年2、3 月份的連陰雨天氣導(dǎo)致藍(lán)莓基地嚴(yán)重積水,而在這之前,氣象部門建議農(nóng)戶起壟達(dá)10cm 以上,并提供天氣預(yù)報(bào)和技術(shù)指導(dǎo),農(nóng)戶們及時(shí)排水,才避免造成損失。
利用農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)對(duì)出現(xiàn)的病蟲害問題進(jìn)行分析與預(yù)測(cè),建立減少病蟲害問題的環(huán)境控制過程以及病蟲害出現(xiàn)的預(yù)警系統(tǒng)。以大櫻桃栽植為例,該信息技術(shù)預(yù)測(cè)并分析未來一段時(shí)間內(nèi)的氣候變化以及土壤墑情,農(nóng)業(yè)技術(shù)人員利用監(jiān)測(cè)到數(shù)據(jù)分析未來一段時(shí)間內(nèi)的土壤環(huán)境變化等,制定詳細(xì)的病蟲害預(yù)防措施并要求農(nóng)戶貫徹落實(shí),這一方式有效降低了大櫻桃栽植過程中出現(xiàn)病蟲害問題的概率,保障該區(qū)域設(shè)施農(nóng)業(yè)的安全。
設(shè)施農(nóng)業(yè)利用各類控溫、控濕等設(shè)施把控棚內(nèi)溫度,如在大棚內(nèi)安裝各類智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng),如濕度監(jiān)測(cè)等,將設(shè)備的操控與農(nóng)戶手機(jī)連接,保障大棚內(nèi)溫度、濕度穩(wěn)定,這些設(shè)施保持長(zhǎng)期運(yùn)行狀態(tài),因此,區(qū)域內(nèi)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要消耗大量能源。不僅如此,大棚內(nèi)澆水施肥設(shè)施的運(yùn)行也需要大量能源,為降低設(shè)施農(nóng)業(yè)的能源消耗,利用農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)指導(dǎo)農(nóng)戶把控各類設(shè)施的運(yùn)行時(shí)間、時(shí)長(zhǎng),有利于降低設(shè)施農(nóng)業(yè)的能源消耗。
農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)利用傳感器技術(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)施農(nóng)業(yè)區(qū)域內(nèi)的氣候溫度、濕度等,利用人工觀測(cè)與調(diào)查、儀器自動(dòng)觀測(cè)、衛(wèi)星遙感等技術(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)象的生育期、長(zhǎng)勢(shì)及其所處的環(huán)境氣象要素、土壤墑情等信息,準(zhǔn)確的獲得需要進(jìn)行澆灌的區(qū)域,避免設(shè)施農(nóng)業(yè)區(qū)域大規(guī)模的設(shè)施運(yùn)行。此外,農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)的應(yīng)用能夠了解到該區(qū)域具有的新能源資源,如該地日照時(shí)間較長(zhǎng),可以發(fā)展并利用太陽能為設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供動(dòng)力支持,利用光伏能源與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改善設(shè)施農(nóng)業(yè)種植區(qū)域的土壤與氣候條件,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與人工智能技術(shù)統(tǒng)一控制設(shè)施農(nóng)業(yè)內(nèi)的灌溉、施肥等設(shè)施,有效降低設(shè)施農(nóng)業(yè)的能源消耗[3]。如圖1 所示,利用該地的氣候條件發(fā)展新能源,為設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展提供支持,實(shí)現(xiàn)設(shè)施農(nóng)業(yè)、氣象與能源的融合,降低設(shè)施農(nóng)業(yè)能源消耗。

圖1 設(shè)施農(nóng)業(yè)、氣象與能源的融合
總而言之,將設(shè)施農(nóng)業(yè)的灌溉、施肥等設(shè)施與氣象信息、地理信息等相融合,利用計(jì)算機(jī)統(tǒng)一進(jìn)行管理與控制,根據(jù)監(jiān)測(cè)到的氣候變化信息判斷該階段是否需要灌溉,把控灌溉時(shí)間與時(shí)長(zhǎng),既降低水資源的消耗,又降低該區(qū)域的能源消耗,促進(jìn)該地設(shè)施農(nóng)業(yè)向更加清潔、智能方向發(fā)展,達(dá)到保護(hù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的目的。
農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)的利用為農(nóng)業(yè)相關(guān)部門提供豐富農(nóng)業(yè)信息參考,包括氣候變化、土壤墑情等,農(nóng)業(yè)相關(guān)部門數(shù)據(jù)分析、指標(biāo)判斷、模型運(yùn)算等工作,為農(nóng)戶提供農(nóng)用天氣預(yù)報(bào)、農(nóng)作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)、農(nóng)業(yè)氣候資源評(píng)價(jià)、農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃等服務(wù)。農(nóng)用天氣預(yù)報(bào)是利用衛(wèi)星與雷達(dá)圖片分析未來一段時(shí)間內(nèi),該區(qū)域的氣候變化情況,如計(jì)算未來3 小時(shí)內(nèi),區(qū)域內(nèi)的云層厚度、太陽被擋住的時(shí)長(zhǎng)以及這一期間內(nèi)的溫差等,為農(nóng)戶做好棚內(nèi)控溫工作提供幫助,避免棚內(nèi)溫度變化較大;農(nóng)作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)是根據(jù)農(nóng)作物播種前及其全生育期內(nèi)的氣候與氣象條件,尤其是農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育期間內(nèi)的氣候與氣象條件利弊來預(yù)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量,建設(shè)設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象產(chǎn)量預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)庫內(nèi)容包括地面氣象、作物產(chǎn)量、病蟲資料、災(zāi)害數(shù)據(jù)、作物資料等,農(nóng)業(yè)技術(shù)人員利用數(shù)據(jù)庫分析當(dāng)年農(nóng)作物趨勢(shì)產(chǎn)量預(yù)測(cè)值、產(chǎn)量災(zāi)損量等,為當(dāng)?shù)卦O(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃制定提供參考;農(nóng)業(yè)氣候資源評(píng)價(jià)是分析該地氣候條件中可以被利用于設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值的物質(zhì)與能量,包括區(qū)域內(nèi)的降水、風(fēng)力、熱量等,農(nóng)業(yè)相關(guān)部門可以利用區(qū)域內(nèi)物質(zhì)與能量信息發(fā)展該地生態(tài)農(nóng)業(yè),豐富農(nóng)作物種植品種,避免區(qū)域內(nèi)種植同一類農(nóng)作物,有效改善當(dāng)?shù)卦O(shè)施農(nóng)業(yè)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu),保障當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境穩(wěn)定;農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃是根據(jù)區(qū)域內(nèi)的氣候條件差異進(jìn)行區(qū)域劃分,滿足不同農(nóng)作物生長(zhǎng)與農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)需求,有利于擴(kuò)大該地設(shè)施農(nóng)業(yè)規(guī)模的同時(shí),促進(jìn)該地設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,保障農(nóng)產(chǎn)品銷售價(jià)格穩(wěn)定,避免不必要的惡性競(jìng)爭(zhēng);農(nóng)業(yè)相關(guān)部門利用農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)監(jiān)測(cè)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息,分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的氣候指標(biāo),將設(shè)施農(nóng)業(yè)區(qū)域劃分為若干農(nóng)業(yè)氣候區(qū)域[4],例如山西省新絳縣根據(jù)區(qū)域內(nèi)氣候與土壤特點(diǎn),打造設(shè)施蔬菜“一村一品”,促進(jìn)當(dāng)?shù)卦O(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
利用農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)進(jìn)行區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)塊劃分,分析區(qū)域內(nèi)各個(gè)村莊面臨的病蟲害風(fēng)險(xiǎn)程度以及病蟲害問題發(fā)生概率,有利于農(nóng)業(yè)相關(guān)部門進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃農(nóng)作物種植布局,有效開展科學(xué)引種與種植管理等工作,例如,江西省黎圩鎮(zhèn)在發(fā)展藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)過程中,氣象部門參與到藍(lán)莓選址、起壟、種植以及管護(hù)工作中,區(qū)氣象局專門成立藍(lán)莓技術(shù)服務(wù)小組,在藍(lán)莓生長(zhǎng)關(guān)鍵時(shí)期開展直通式氣象服務(wù),指導(dǎo)生產(chǎn),不僅如此,當(dāng)?shù)亟⑥r(nóng)氣服務(wù)微信群,及時(shí)發(fā)布?xì)夂蜃兓A(yù)警預(yù)報(bào)信息及管護(hù)措施,為藍(lán)莓生產(chǎn)提供支持與幫助。
農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)氣象服務(wù)內(nèi)容包括開展氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,制定科學(xué)合理的保險(xiǎn)產(chǎn)品方案,滿足不同農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)塊農(nóng)戶的需求;對(duì)農(nóng)戶的損失進(jìn)行災(zāi)害損失評(píng)估,為農(nóng)戶出具科學(xué)的災(zāi)害損失數(shù)據(jù)報(bào)告,有利于提高對(duì)農(nóng)戶的理賠效率;開展氣象災(zāi)害的預(yù)測(cè)與預(yù)警,為設(shè)施農(nóng)業(yè)減災(zāi)、防災(zāi)、減輕災(zāi)害損失提供服務(wù)與支持,保障當(dāng)?shù)卦O(shè)施農(nóng)業(yè)的安全,減少農(nóng)戶經(jīng)濟(jì)損失,保障設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。
目前我國(guó)農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)的應(yīng)用存在應(yīng)用力度不夠、重視程度不夠等現(xiàn)象,且我國(guó)目前的農(nóng)業(yè)服務(wù)體系逐漸不能滿足現(xiàn)今設(shè)施農(nóng)業(yè)對(duì)高質(zhì)量、便捷的農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的需求,因此,當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門需要提高對(duì)農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)應(yīng)用的重視,增加對(duì)該技術(shù)研究的資金、人才投入,提高該技術(shù)應(yīng)用過程中的氣候預(yù)報(bào)、預(yù)警的準(zhǔn)確度,為設(shè)施農(nóng)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展提供保障。針對(duì)目前氣象監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施差、設(shè)施陳舊,現(xiàn)代化程度較低等問題進(jìn)行改善,完善氣象監(jiān)測(cè)現(xiàn)代化設(shè)施,如利用新一代雷達(dá)監(jiān)測(cè)設(shè)施,對(duì)氣象監(jiān)測(cè)人員進(jìn)行技術(shù)、知識(shí)方面的培訓(xùn),提高氣象觀測(cè)手法的科學(xué)性,提高農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度。
加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)的研發(fā)投入,建設(shè)專業(yè)技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì),與國(guó)內(nèi)各大科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作,借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)科研成果,將農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行本地化,為本地設(shè)施農(nóng)業(yè)的農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)提供保障,提升農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)水平,促進(jìn)本地設(shè)施農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)的有效應(yīng)用需要當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)相關(guān)部門充分利用當(dāng)?shù)貧夂蛸Y源,優(yōu)化設(shè)施農(nóng)業(yè)的農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu),完善設(shè)施農(nóng)業(yè)內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施并進(jìn)行統(tǒng)一管理,逐步構(gòu)建當(dāng)?shù)卦O(shè)施農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)業(yè)務(wù)體系。
建設(shè)當(dāng)?shù)貧庀蟊O(jiān)測(cè)站,與氣象部門加強(qiáng)合作,利用遙感技術(shù)等對(duì)當(dāng)?shù)貧夂蜃兓M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),針對(duì)監(jiān)測(cè)到的各項(xiàng)信息及時(shí)整理并保存,建設(shè)當(dāng)?shù)貧夂蜃兓畔⒌臄?shù)據(jù)庫,為氣候變化預(yù)測(cè)等工作的展開提供參考。農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括風(fēng)速、風(fēng)向、土壤溫度、土壤水分、土壤EC、土壤pH、空氣溫度、空氣濕度等28 種氣象要素,氣象監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)整理與分析等工作的工作量較大,且該工作需要工作人員具備良好的職責(zé)責(zé)任感、耐心與細(xì)心,因此,利用農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)開展農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)過程中,農(nóng)業(yè)相關(guān)部門需要大力引進(jìn)農(nóng)業(yè)氣象與涉農(nóng)專業(yè)相關(guān)人才,完善人才的保障制度,確保人才的穩(wěn)定性。積極與當(dāng)?shù)夭块T進(jìn)行溝通與交流,獲得政府部門的重視與資金支持,吸引更多具有經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)水平更高的氣象人才參與到農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)中,打造高水平農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)隊(duì)伍,提高當(dāng)?shù)卦O(shè)施農(nóng)業(yè)的農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)水平[5]。
建設(shè)設(shè)施農(nóng)業(yè)小氣候要素的預(yù)報(bào)服務(wù)系統(tǒng),建設(shè)大棚內(nèi)氣象要素預(yù)測(cè)模型,根據(jù)區(qū)域內(nèi)1~3d 的氣候變化,對(duì)大棚內(nèi)的溫度、濕度、土壤溫度等進(jìn)行預(yù)測(cè)分析,制定各項(xiàng)具有針對(duì)性的治理措施,為大棚內(nèi)農(nóng)作物的生長(zhǎng)提供科學(xué)合理的生長(zhǎng)環(huán)境,指導(dǎo)農(nóng)戶進(jìn)行大棚內(nèi)的溫度、濕度的把控,保障農(nóng)作物的生長(zhǎng)品質(zhì)。
建設(shè)突發(fā)性惡劣天氣的臨近預(yù)報(bào)預(yù)警與防控服務(wù)系統(tǒng),根據(jù)區(qū)域內(nèi)設(shè)施農(nóng)業(yè)的農(nóng)作物生長(zhǎng)需求,制定具有針對(duì)性的氣候預(yù)報(bào)方案,以藍(lán)莓種植為例,藍(lán)莓對(duì)水的要求較高,如果區(qū)域內(nèi)存在旱情隱患,農(nóng)業(yè)相關(guān)部門及時(shí)根據(jù)農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)內(nèi)容指導(dǎo)農(nóng)戶提前布置好澆灌設(shè)施,降低惡劣天氣對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響。
農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中應(yīng)用為農(nóng)戶提供更加精準(zhǔn)的氣候變化預(yù)測(cè)服務(wù),農(nóng)戶可以提前做好各項(xiàng)防御措施,降低外部氣候環(huán)境變化對(duì)大棚內(nèi)溫度、濕度的影響,保障棚內(nèi)生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定,保障農(nóng)作物品質(zhì)。農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)的有效應(yīng)用需要當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)相關(guān)部門提高對(duì)該技術(shù)的重視,完善氣象監(jiān)測(cè)設(shè)施,加強(qiáng)氣象與農(nóng)業(yè)相關(guān)人才引進(jìn),提高農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度,為當(dāng)?shù)卦O(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支持與保障。