乘风借力气象科技给农业插上转型的翅膀

本刊记者|柴 帆

乘风借力气象科技给农业插上转型的翅膀

本刊记者|柴 帆

农业的稳定关乎到我国经济的长期发展，农业是我国国民经济的基础，气象灾害是影响农业生产发展的主要障碍之一，由此，做好气象监测预报格外重要，气象预报对农民的生产活动有着重要的指导作用。

在千百年传承的农业生产中，农民以自己的经验与智慧，对气象与农业的关系有了不断的深入认识，早在春秋时代己知用土圭测日影的办法定季节，划分了春分、秋分、夏至、冬至四个节气。在《诗经·豳风·七月》中已经有“四月秀 ，五月鸣蜩”，“八月剥枣，十月获稻”的物候记载。西汉初的《淮南子·天文训》一书中已有二十四节气的全部名称。《逸周书·时训解》中将一年分为七十二候，每个节气为3候，每候5天，各有一相应的物候现象，这是中国最早形成的结合天文、气象、物候知识指导农事活动的历法。这可看作古代农业气象学的萌芽。先秦时期出现根据气象判断农事生产的思想，春秋名相管仲认为“春夏秋冬，阴阳之推移也”，他曾把气象知识应用于土地开发和农业抗灾。古人更是将对气象的认识提炼编成“伏里有雨多种麦”、“稻秀暖、麦秀寒”等谚语加以流传应用。

随着现代社会的发展，温度表的发明并应用于气象学和生物学研究，之后开始了植物生长发育与气象条件定量关系的观察研究。随着气象观测网的建立，逐步开展了气候与农业关系的研究。经过多年深入研究，我国目前已建立了较为完备的农业气象灾害指标体系，如水分异常导致的干旱、洪涝、渍害、雪灾等灾害；由温度异常引起的低温、霜冻、冻害、高温热害等灾害；其他因素或多要素综合影响引起的连阴雨、风灾、冰雹、干热风等灾害，这些灾害指标体系的建立，对于做好农业气象灾害的监测及预警，减轻灾害影响和损失，发挥了巨大的作用。

气象监测任重而道远

我国在1953年开始了系统的农业气象研究和业务工作。国家气象中心农业气象中心高级工程师李森表示，农业气象灾害作为气象灾害的一部分，首先要依托于中国气象局各级气象台站的监测网络和气象信息传输系统。农业气象灾害的监测广泛调查农林牧渔业的实际表现，必要时开展针对性的科学实验，并走访农业生产部门和其他相关业务部门。

目前，我国的农业气象灾害监测技术和监测网络取得了巨大进展，已初步形成了天基、空基、地基相结合的综合监测技术体系。近年来，3S技术在农业气象灾害监测中得到越来越多的应用，国家、省级气象业务部门已将3S技术和地面监测结合，构建了农业气象灾害动态监测评估系统，通过灾害指标判断、遥感监测、模型评估等主要监测技术手段开展干旱、洪涝等灾害的动态监测。但监测的时效性、准确性和时空分辨率与社会需求还有一定的差距。

立体监测立足于监测平台和相应技术手段，李森说，目前农业干旱可以通过遥感卫星、地面作物、地下土壤水分等信息指标综合集成实现监测预报。洪涝可以通过卫星叠加基础背景数据分析受淹面积、耕地等信息。其他如用遥感监测低温冷害、高温热害、干热风、病虫害等的业务技术在我国尚不太成熟。

气象灾害导致农作物减产

农业是气候变化最敏感的领域之一，灾害性天气直接影响着农业生产，气候变化会造成我国大多数主要作物水分亏缺、生育期缩短，产量下降，并使我国现行的农业种植制度和作物布局发生改变。我国是世界上气象灾害种类最多、活动最频繁、危害最严重的国家之一。在所有自然灾害中， 气象灾害占了70%以上，其中60%为农业气象灾害。

李森表示，90年代以来，我国洪涝灾害受灾面积、成灾面积总体均呈减小趋势，然而还是有部分年份出现较严重的洪涝灾害，如1991年的江淮流域洪涝、1998年的全流域洪涝、2003年的淮河流域洪涝，今年南方地区又出现较严重洪涝。

我国干旱灾害受灾面积、成灾面积总体呈先增大后减小趋势，主要是1997、2000年和2001年受灾较重，其中2000年为灾情最重的一年，受灾、成灾面积分别达40541、26784千公顷，均为建国以来最大值。21世纪以来，受灾面积、成灾面积、粮食损失均呈减轻趋势，以区域性旱情为主，2006年川渝、2009年东北干旱等较为典型。

3月21日是今年南方入汛的日子，较往年早了16天，也是近7年来最早的一次入汛。汛期暴雨频繁，时段集中，特别是长江中下游梅雨期间平均降水量比常年偏多74%，导致水稻、棉花、蔬菜、瓜果等作物大面积受淹，部分地区早稻大幅减产或绝收，一季稻田块死苗严重，棉花幼蕾脱落明显。其中，江汉、江淮以及江南北部等地受灾较重，洪涝灾害仅次于1998年。

1990-2014年全国农业受涝面积（千公顷）

1990-2014年全国农业受旱、成灾面积（千公顷）及粮食损失（万吨）

为此，李森建议，常年易发生暴雨洪涝的地区，要提前疏通沟渠，提高排涝抗渍能力；一旦雨水冲刷、浸泡，土壤肥力流失严重，积水退后，要适时追施肥，促进受灾作物恢复生长；灾毁绝收的地区，要因地制宜做好改种补种，以减少损失。

在对洪涝灾害做出建议的同时，李森提到，秋季也是气象导致农业受灾的高发期，其中以初霜冻、干旱、连阴雨、寒露风、秋台风等更为典型。

初霜冻影响着作物后期的灌浆，如东北地区初霜期如果提前，灌浆提前结束便会造成减产，常说霜期提前1天损失约1亿斤粮食。秋季干旱会致使冬小麦和油菜播种受阻。连阴雨影响秋收、秋种，如2009年阴雨导致华北黄淮作物熟期推后，影响玉米、棉花等产量和品质；2011年，西北地区东南部、华北西南部部分地区多阴雨寡照天气，导致部分作物贪青晚熟、腾茬偏晚和土壤过湿，使秋播作物播种推迟。江南、华南晚稻抽穗扬花期因寒露风带来的低温会造成抽穗扬花受阻，影响结实、增加空壳率。秋台风更是加剧农作物损失，2016年第14号台风“莫兰蒂”在厦门登陆，是今年登陆中国大陆的最强台风，登陆时，瞬时最大风力17级（63.7米/秒），至9月18日9时统计，“莫兰蒂”已造成上海、江苏、浙江、福建、江西5省（市）248万人受灾，29人死亡，15人失踪，56.7万人紧急转移安置，农作物受灾面积98千公顷，其中绝收8.9千公顷，直接经济损失117.1亿元。

除了天气等不可控因素外，病虫害也是农业生产的一大难题。温度、降水、湿度、风和光照等气象条件与各类植物病菌的发生流行以及害虫的生长发育、繁殖和活动有着密切的关系，同时也是病虫害发生的自然控制因子，特别是其综合影响对于病虫害发生发展有重要作用。

一般来说，“旱生虫，湿生病”。高温干旱利于蝗虫、蚜虫等害虫的繁殖和发生发展。多雨则利于大多数作物病害以及喜欢降雨的水稻“两迁”害虫（稻飞虱、稻纵卷叶螟）的发生发展。

李森表示，今年南北方都出现了阶段性较严重的汛情，对于喜湿性病虫害来说是有利的。病虫害对温度都有一个适宜生长的上下限，太高的温度病虫害不是很“喜欢”，高温干燥的环境对病害的发生发展是不利的。高温对于害虫来说是有一定的抑制作用，但是害虫由于具有一定的躲避或抗御能力，所以高温杀伤力不大，并且高湿度、高郁闭的田间环境对于害虫抵御高温有一定的帮助作用。

被台风吹倒的香蕉地。

进入秋季，随着玉米、一季稻、大豆、棉花、马铃薯等主要秋收作物逐渐成熟收获，危害这些作物的病虫害也陆续进入休眠或者停止危害的阶段。晚稻作为尚未成熟的秋收作物，危害晚稻的病虫害成为秋季农业病虫害防控的重点，主要包括“两迁害虫”稻飞虱、稻纵卷叶螟以及稻瘟病、稻曲病等。晚稻病虫害多喜湿、喜雨，因此，多雨、高湿、适温的稻田环境利于晚稻病虫害的发生发展。另外，“两迁害虫”的迁入和降落需要有下沉气流进行携带，水稻细菌性病害则在台风风雨对植株叶面有损伤的时候易侵染，因此秋季多雨以及秋台风的风雨影响均易诱发晚稻病虫害的发生发展。

另一方面，随着冬小麦、油菜等秋播作物的陆续播种出苗，一些危害这些作物的病虫害开始陆续发展，小麦病虫害主要包括蚜虫、麦蜘蛛、白粉病和条锈病等。小麦蚜虫多喜高温、干旱，因此在秋季北方温暖干旱的麦区小麦蚜虫易大量繁殖并危害小麦叶片。小麦条锈病喜凉湿环境，因此西北地区东部等地秋雨偏多或秋季雾露重的地区小麦秋苗易感染条锈病。

病虫害的发生发展与天气条件密切相关，因此，根据气象条件的监测和预报对各类病虫害发生发展趋势的判断是有科学依据的。李森说，2007年开始，面向气象为农服务的需求和农业防灾减灾、保障粮食安全的需求以及开展现代农业气象业务服务的需求，气象部门深入开展了农业病虫害发生发展气象条件等级预报技术研发和业务服务。建立了病虫害发生发展气象等级预报技术、业务流程和产品发布平台。并于每年4月至9月在农业病虫害防治关键期或猖獗期之前，利用农业病虫害发生发展气象等级预报业务平台，发布病虫害气象条件预报业务服务产品。另外，2008年以来，气象部门还与农业部门根据病虫情监测实况和气象条件监测预报，实时会商分析未来10天可能大发生或偏重发生的病虫害及其可能成灾或危害加重的区域分布，联合发布农业有害生物预报预警信息。

气象部门助推农业转型

在谈到气象部门如何协助推进农业精准扶贫，促进农业转型发展时，李森说，作为农业气象地基层工作者，平时多在田间地头，进行各种农业气象信息观测，有时候，工作人员会住村入户，有针对性地指导农民开展生产，增值增效。省级和国家级的研究人员通过开展农业气象信息分析、灾害监测预警预报等，制作发布农业气象服务材料。对于具体的措施，应该从四个方面入手。

一、指导农业种植结构调整，充分利用气候资源。针对贫困地区、贫困县域的农业和气候资源特点，对气候资源概况特别是气象灾害情况进行普查和评价，制作针对性的气候资源区划和灾害风险区划分析材料，为农业种植结构调整、防灾避灾和科学利用农业气候资源提供技术支撑，特别是防止和纠正气候资源的过度和不恰当开发利用。此外，全国75%的贫困县太阳能资源比较丰富，适合开展光伏发电；内蒙古中东部、黑龙江、吉林、河北北部、新疆北部等北方地区贫困县风能资源丰富，具有大规模开发潜力。

二、加强基础设施建设和灾害监测预警，提高防灾减灾能力。全国有40%的贫困县位于干旱半干旱地区，生态环境脆弱，干旱发生频率在40%以上；全国有54%的贫困县雨涝频繁，受中小河流域洪水、山洪地质灾害影响较大，因灾返贫、因灾重贫的现象比较突出。因此，需加强贫困县的农田基本设施建设，提高防汛抗旱能力，还要强化灾害监测预报预警工作，做好防灾减灾救灾体系的非工程性措施建设，特别是在农村人居环境工程规划和治理时应加强气象灾害风险评估，强化避灾保安全。

三、各级气象部门利用为农服务“两个体系”建设的已有成果，将气象工作融入各级政府扶贫工作大局，发挥气象部门在贫困地区脱贫摘帽过程中“趋利避害、减灾增收”的作用。

四、选派优秀的气象干部，到贫困县、贫困村镇挂职扶贫，加强技术人才扶贫支持。

“日落胭脂红，无雨也有风”，从先辈们根据自身经验判断天气、种植作物到如今气象对农业的精准监测，让农民从传统劳动中解放出来，气象对于农业一直是雪中碳，也是锦上花。