数字农业防灾的组织架构与模式选择——基于河南省农业灾害历史与现状的思考

闵祥鹏

(河南大学黄河文明与可持续发展研究中心，河南开封475001)

数字农业防灾的组织架构与模式选择
——基于河南省农业灾害历史与现状的思考

闵祥鹏

(河南大学黄河文明与可持续发展研究中心，河南开封475001)

以河南省为例，分析其农业灾害的历史、现状与特点。构想以数字技术为基础，通过现代化手段进行灾害信息采集、传递及共享的数字农业防灾模式，探讨其主要构成:农业灾害数字监测体系、农业灾害数字通讯网络体系、农业灾害数据存储处理体系、农业灾害数字应急指挥体系的组织架构。

农业防灾;应急体系;组织架构

黄河中下游地区自古以来就是我国主要的粮食产区，沿黄的山东、河南、河北也都是传统的农业大省。以河南省为例，根据国家统计局河南调查总队2010年的统计显示:“十一五”期间，河南粮食总产量累计达到5 309．8亿斤，比“十五”期间累计增产1 161．5亿斤，实现连续5年保持全国第一。河南粮食总产量占全国比重由“十五”末的9．5%提高到目前的10．0%，提高0．5个百分点。

作为我国第一农业大省、第一粮食大省，河南省粮食产量已经达到全国的十分之一。但近年来这一地区由于受到气候变化的影响，干旱、病虫害等灾害频发。在遭遇2009年华北黄淮特大干旱以后，2011年再次遭遇特大旱情，根据农业部发布的数据显示:截至2月13日17:00，河北、山西、江苏、安徽、山东、河南、陕西、甘肃8省冬小麦受旱面积达10 543万亩，其中严重受旱面积2 072万亩。因此如何提高农业灾害的防控水平、保障粮食安全成为当前农业发展亟待解决的难题。在此即以河南省为例，探讨数字农业防灾的体系的组织架构与模式选择。

一、农业灾害的历史与现状

黄河中下游地区是华夏文明的诞生地，也是我国最早的农业起源地之一。在距今七八千年前，河南的裴李岗文化遗址中就出土了石墨盘、石磨棒等多种农具以及粟、稻等多种农作物，表明当时这一地区的农业生产已经达到了较高水平。但同时这一地区也是最早出现农业灾害记载的地区，《史记·夏本纪》中记载:“当帝尧之时，鸿水滔天，浩浩怀山襄陵，下民其忧。”［1］(P49)这次史前大洪水更是给农业生产带来了极大的破坏，《孟子·滕文公上》中记述:当时“洪水横流，泛滥于天下，………五谷不登，禽兽逼人。”［2］(P97)这也是古代文献中最早关于农业灾害的记录。

黄河流域不但土壤肥沃，而且具有良好的保水和供水性能，是原始农业生产的适宜土壤［3］(P23)。在之后的漫长文明进程中，黄河中下游地区长期以其农业经济优势成为我国政治、经济和文化的中心，当然也是农业灾害发生最频繁的地区。

直至今天，黄河流域的多个省份依然是我国的粮食主产区和遭受农业灾害影响最为严重的地区。以河南省为例，农业灾害具体表现为以下特点:一是灾害类型多样化。包括洪涝、雨雪、干旱、冰雹、大雾、高温热浪、低温冻害等气象灾害;土地盐碱化、山洪、滑坡等地质灾害;蝗虫、棉铃虫、粘虫等生物灾害等。二是频率高、连发性强。以蝗灾为例，河南省的黄河滩区、盐碱地、泛区与内涝区是东亚飞蝗的生长、繁衍、起飞的主要地区之一，因此造成河南省蝗灾连年发生，在2000年、2002年每年受灾面积都在200万亩以上。三是地域性强。尤其是河南省沿黄地区，“地上悬河”——黄河横穿主要粮食产区，黄河暴涨容易引发洪水，断流直接引起旱情，自古以来都是河南省防灾的重点地区。四是灾害范围广，损失重。如2007年全国农作物受灾面积4 899万公顷［4］，而河南省就达到211．6万公顷;2008年全年农作物受灾面积3 999万公顷［5］，河南省为96．67万公顷;2009年全国农作物受灾面积达到4 721万公顷［6］，而河南省农业受灾面积就达到298．7万公顷，仅上半年旱灾受灾面积就达到157．9万公顷［5］。2011年持续到2月的华北黄淮特大旱灾，全省小麦受旱面积多达1 600多万亩，其中重旱170多万亩。因此近年来受气候变化的影响，河南省极端灾害事件频繁发生，灾害防御形势严峻。

建国以来，农业灾害通常实行各级农业主管部门首长负责制，属地管理，分级负责。在这一体系下，河南省取得了多次抗灾救灾的重大胜利，包括抗击2009年特大旱灾。同时也暴露出诸多问题:一是缺乏现代技术装备，科技含量低，导致农业灾害信息采集、整理、分析能力较差，难以对灾情做出及时快速有效的应对。二是现场通信联络不畅，地方农业灾情信息网络设备严重老化，灾情上报迟缓、滞后。三是各地区、各部门农业灾情信息系统建设技术标准不统一、灾情信息口径不一致，没有实现互联互通，不能实现灾情信息共享。四是缺乏高度统一的农业自然灾害监测与应急指挥平台，指挥协调较为困难。五是各类灾害由于分属于不同的防灾机构或者行政部门，虽然监测网络彼此交叉，但监测数据却无法共享，难以实现对旱涝、低温冻害、病虫害等各类农业灾害的联防联控。

二、数字农业防灾的组织架构与模式

当今世界，“数字防灾”已经成为世界灾害防控的主流。由于数字信号在传送过程中具有稳定性好、可靠性高等优点，数字化又可以将各类信息转化为二进制代码，通过计算机进行统一处理，实现信息的存储与共享，与网络技术、信息技术等其他技术一道可以实现监测的网络化、预警的信息化，为各类农业灾害最终的联防联控提供了技术支撑。因此，农业灾害数字预警应急构想的核心内容是建立“数字农业防灾”。

“数字农业防灾”是指用数字技术通过全球定位系统(GPS)、卫星遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)等现代化手段进行灾害信息采集，以光纤、微波、卫星等先进通讯传输网络实现信息的快速传递及共享，利用数学模型、计算机应用软件对相关数据进行数字整和、虚拟仿真、模拟分析，提供河南省农业灾害问题决策支持的可视化表现，实现河南省农业防灾的科学化、救灾的合理化、决策的智能化。“数字农业防灾”的核心思想是用数字化手段统一处理农业灾害问题，同时又最大限度地利用信息资源。农业灾害数字预警应急体系中的“数字农业防灾”包括五个主要环节:数据采集、数据传输、数据存储、数据处理、数字模拟与决策支持。主要方面为:农业灾害数字监测体系、农业灾害数字通讯网络体系、农业灾害数据存储处理体系、农业灾害数字应急指挥体系(图1:区域农业灾害数字预警应急模式架构图)。

图1 区域农业灾害数字预警应急模式架构图

一是农业灾害数字监测体系。主要包括两个方面:其一，农业灾害监测系统，主要是监测采集区域日常降雨、气温等气象数据，土壤盐碱化、山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地质活动数据。其二，防灾工情采集系统，主要包括各类农业防灾救灾物资储备信息，以及储备库建设情况和防灾救灾人员在岗与调度管理状况。

二是农业灾害数字通讯网络体系。主要是利用区域内已有的有线、无线专用应急通讯通道，辅助以光纤、微波、卫星等传输手段，建立多方式通讯体系。鉴于以往单一通讯网络易受灾害影响失灵的教训，建立全省以无线通讯为主，包括电话交换、集群移动通信、短波通信、微波通信、卫星通信、无线接入等通信方式组成的综合业务通信网，确保灾情信息、工险情信息、指挥调度信息及日常办公信息万无一失地及时安全传递，也为预警应急指挥会商系统提供基础支撑。

三是农业灾害数据存储处理体系。首先是农业灾害数据平台，整合区域内已有的农业气象、地质灾害数据平台，并实现与国家现有的灾害数据平台的对接，建立以农业灾害数据存储平台、农业灾害数据管理和共享交换平台、农业灾害基础数据库为主的灾害数据存储系统。三大数据库与区域内农业灾害监测系统实现链接后，可以进行网络实时查询。其次是农业灾害模拟仿真系统，通过采用耦合思想，将气象、地质等灾害数据库贯穿其中，通过数字整合、模拟分析，快速推断出降雨云层的形成发展、洪峰演进到达时间、旱情波及范围等灾害的发展趋势。再次是建立农业灾害人防数据库，主要有农业、水利、气象、国土资源、地质等方面的专家数据库，军队、公安、武警等专业队伍数据库以及非政府组织、志愿者队伍数据库，为有效防灾提供人力、智力支持。

四是农业灾害数字应急指挥体系。利用当前国家防汛抗旱指挥系统二期工程启动的机会，借鉴引入其已有的技术成果和相关设施，避免重复建设，完善区域内农业灾害数字应急指挥体系。指挥系统首先要实现与农业灾害数字监测系统、网络传输系统、存储处理系统的链接。利用数字监测体系的监测信息，通过通讯网络的传输，根据存储处理系统提供的历史数据和实时数据，以及模拟仿真技术推出的灾害演变趋势，做出科学指挥决策。其次，开发基于webGIS等相关产品上的灾害指挥调度会商系统。会商系统在实现灾害数据、影像视频、遥感图片等资源共享的基础上，与民政、水利、气象、地质、国土资源等主管部门、科研院所的领导、专家，开展灾情会商，评估灾情，指挥救灾工作。

在农业防灾中，数字防灾成为灾害防控发展的趋势。同时数字农业防灾也可以解决河南省农业防灾面临的多种问题，也可节约巨大的人力、物力、财力。因此通过实施河南省农业灾害预警的数字化战略，可以使河南省农业灾害数据实现快速采集、传输、存储、处理，进而为进行数学模拟与科学决策提供基础。这将极大提高河南省农业灾害预警预报的时效和精度，实现农业防灾组织管理的现代化、信息调度的信息化、决策指挥的科学化。在这一设想下，河南省农业灾害预警应急组织构架可以利用信息技术、数字技术等高科技、新技术的手段，建立高效、快捷、便利的农业数字防灾机制，来应对日益严峻的农业灾害。

数字农业防灾在信息传递、指挥效果、资源利用上更加优化，但数字农业防灾是不是就可以解决农业防灾中的各类问题呢?很明显，数字农业防灾仅仅是利用数字技术将各类信息进行传输、存储，有利于最终的决策、指挥。这仅仅是一种技术上的更新，因此数字农业防灾仍然需要传统的农业防灾体系配合。

［1］司马迁．史记［M］．北京:中华书局，2002．

［2］焦循．孟子正义［M］．北京:中华书局，2002．

［3］贾兵强．裴李岗文化时期的农作物与农耕文明［J］．农业考古，2010，(1)．

［4］国家统计局．2007年国民经济和社会发展统计公报［Z］．2008．

［5］国家统计局．2008年国民经济和社会发展统计公报［Z］．2009．

［6］国家统计局．2009年国民经济和社会发展统计公报［Z］．2010．

Organization and Mode Selection of Digital Agricultural Disaster Prevention——Thoughts of Henan agricultural disaster on history and current situation

MIN Xiang-peng
(The Yellow River Civilization and Sustainable Development Research Center，Henan University，Kaifeng 475001，China)

The paper analyze the agricultural disasters past，present and features of Henan Province，and conceives digital agriculture disaster mode through modern means of collecting，transferring and sharing in digital technology，and think about organizational structure of agricultural disaster monitoring system，digital communication network system，data storage and processing system，digital emergency command system．

Agricultural disaster prevention;Emergency system;Organization structure

G

A

1008—4444(2011)02—0124—03

2011－02－28

河南省政府决策招标课题(D300);河南省科技攻关重点项目(102102310219)

闵祥鹏(1977—)，男，山东诸城人，河南大学黄河文明与可持续发展研究中心专职研究员，博士后，主要从事黄河流域灾害研究。

(责任编辑:刘明)