中国农业气象观测业务的发展及未来展望*

张全军，宏 观**，吴东丽，侯英雨，庄立伟，朱永超，杨大生，刘 聪，石耀辉，侯 飙，张 静，令聪婧，李 雁,5

中国农业气象观测业务的发展及未来展望*

张全军1，宏 观1**，吴东丽1，侯英雨2，庄立伟2，朱永超1，杨大生1，刘 聪1，石耀辉3，侯 飙4，张 静1，令聪婧1，李 雁1,5

（1.中国气象局气象探测中心，北京 100081；2.国家气象中心，北京 100081；3.北京市气象探测中心，北京 100176；4.黑龙江省气象数据中心，哈尔滨 150030；5.中国气象科学研究院，北京 100081）

农业气象观测是农业现代化发展的重要基石。本研究全面梳理了中国农业气象观测发展历程、业务服务现状和存在的问题，探讨了未来中国农业气象观测业务服务的发展趋势，以期为护航现代化农业可持续发展和国家粮食安全提供参考。中国农业气象观测业务发展大致经历了理论探索、机构组建、试点建设、形成规模、优化调整和稳定快速发展六个阶段。目前全国已经建立了以653个农业气象观测站（含70个农业气象试验站）为基础的观测站网体系，开展作物、土壤水分、自然物候、畜牧、果树、林木、蔬菜和农业小气候等的观测与研究；在观测业务发展的基础上，构建了结构科学、功能先进的国家、省、市、县四级农业气象业务服务体系，全国农业气象监测评价、作物产量预报、农业气象灾害监测评估与影响预报、农用天气预报、农林病虫害发生发展气象等级预报、农田墒情、抗旱救灾及生态气象监测与预测预报等的业务服务技术已较为成熟，服务成效显著。随着全国农业产业布局优化、种植结构和种植方式调整，以及自动观测技术和设备的迅猛发展，农业气象观测业务服务逐渐显现出观测站网布局不够合理、观测规范不能满足需求、观测技术和观测设备自动化不足、业务服务精细化多元化程度不够等问题。从对农业气象观测业务发展战略部署、农业气象观测高质量发展目标以及现代农业发展对农业气象服务需求的角度来看，未来中国农业气象观测业务需形成观测站网布局和观测任务科学合理、业务质量管理体系健全、现代化观测体系完善、业务服务多元精细，以及与国际接轨的现代化农业气象观测业务服务体系。

农业气象观测；农业气象服务；发展历程；展望

农业气象观测是对农业生产环境要素和生物要素观察、测量和记载的总称[1]，其观测对象不同于气象环境观测，是以农业生产对象的生长发育及相关过程变量，以及与农业生产密切相关的土壤水分、生物和小气候等要素的观测为主[2]。农业气象观测是综合气象观测系统的一项重要内容，在现代农业气象服务和农业生产中发挥着重要作用，是农业气象业务、服务和科研等工作的基础和前提[1,3]。各级气象部门通过农业气象观测业务可以摸清农业气象及气象灾害的时空分布规律，掌握农业生产对象生长发育所需适宜条件，揭示农业与环境之间的关系，帮助解决农业生产中的生态气象问题，指导农业种植结构战略调整、作物种植栽培、灌溉施肥和农业资源利用等一系列农业活动[4−5]，为保障现代农业高产、优质、高效、生态、安全的发展提供了基础数据支撑。推进农业气象观测高质量发展是加强现代农业气象服务、提升粮食产量预报及农业气象灾害预报和预警能力的基础保障，是护航现代农业可持续发展和建立全球粮食安全气象风险监测预警系统等的重要基石[6−7]。

中国开展农业气象理论探索与实践始于20世纪初，但真正作为一项系统性的科学基础工作是在新中国成立以后。中国农业气象观测站始建于20世纪20−60年代初，目前在观测站网、技术方法、观测规范和服务能力等方面都已成规模，并逐渐形成了完整的农业气象观测业务体系[8]。目前，中国正处于构建现代化农业气象观测体系、提高农业气象观测现代化水平、提升农业气象服务支撑能力和推动农业气象事业高质量发展的关键时期[8−9]，非常有必要全面梳理中国农业气象观测业务的发展历程和现状，客观地分析农业气象观测当前站网布局、观测技术与规范、观测设备和观测队伍建设等方面存在的问题，结合中国农业产业布局的变化和自动观测技术的发展，展望农业气象观测业务和服务未来发展方向，为护航现代化农业可持续发展和国家粮食安全提供参考。

1 中国农业气象观测业务的发展历程

1.1 从理论探索到机构组建

农业气象观测是通过定量观测、分析农业生产对象生长发育与环境因子的关系发展起来的。自法国科学家1735年提出用积温衡量植物生长速度后，世界各地的科学家们逐渐开始关注不同作物在各发育期和发育阶段对光、热、水、气等环境要素的需求，以期科学指导与气象条件相适应的农业生产布局，提高作物产量和品质[4]。20世纪初，近现代气象学理论和气象观测技术传入中国，并应用于农业生产[10]。著名的气象学家竺可桢一直积极倡导气象为农业服务，强调气象工作对农业的高度重要性，从气候角度指出了中国粮食生产的潜力[11]、气象与农业之关系，是中国农业气象观测理论研究的开端[12−13]。此后，国内专家学者也相继开展农业气象研究的方向和方法[14]、农业气象学的目的任务及其发展途径[15]、农业气候和气候适应性[14]等方面的研究，积极探索农业气象观测理论，为中国农业气象观测的发展奠定了坚实基础，并产生了深远影响。

新中国成立后，农业进入新发展阶段的同时，农业气象观测在机构组建、科学研究和业务发展等方面也取得突破性进展[16]。1953年中国成立第一个农业气象研究机构，即华北农业科学研究所农业气象组。1957年中国农业科学院与中国科学院、中央气象局联合组建“农业气象研究室”，在全国范围内建立了第一批农业气象观测站和农业气象试验站。同年，中央气象局设立农业气象业务单位，逐步开展农业气象灾害指标鉴定和预报、作物生态适应性等研究，一系列学术专著和科研论文陆续出版发表[15,17−19]。1958年全国第一届农业气象会议提出，要大力开展农业气象服务，会议积极地推动了农业气象服务和业务发展，标志着中国农业气象业务的开端[20−22]。1963年，《全国农业发展纲要》提出“要加强农业气候和农业气象及农业气候区划方面的工作”。在“以服务为纲，以农业服务为重点”的方针指导下，“六五”和“七五”期间，农业气象观测在作物气象、农业生产、农业气候资源开发和农业区划、农业产业布局、农业气象防灾减灾和农业气象预报服务等方面都取得了重要进展[23]。这一系列围绕着国家宏观战略和农业发展需求的工作为中国农业气象观测业务的发展奠定了坚实的基础。

1.2 从试点建设到初具规模

（1）站网布局初步形成。1912−1949年，中国政府农事试验总场已建成14个气象站。新中国成立后，为了保障粮食丰收，发挥气象为农服务的作用，中国逐步建设农业气象观测站网及站网体系，到1959年已发展建设了作物物候观测站1957个、土壤湿度观测站588个和土壤蒸发站111个，1965年已在全国范围内形成农业气象基本观测站网体系[24]，形成了系统的基本气象要素、土壤水分、作物生长发育、产量形成和农业气象灾害等项目的定期、定时监测和上报工作[25]。

（2）技术方法和规范初步定制。为了全国农业气象观测的统一性、规范性和科学性，1954−1979年，中央气象局陆续编制并颁布和出版了《物候观测工作简要》（草案）《农作物物候观测暂行规定》《土壤湿度测定方法暂行规定》《农业气象观测方法修改草案》《热带农作物农业气象观测方法》《畜牧气象观测方法》《林木物候观测方法》《果树物候观测方法》《农业气象观测暂行规范》和《农业气象观测方法》等一系列规定和技术方法[24,26]，保证了观测数据和资料的准确性、连续性和可比性，满足了当时的业务和服务要求，其中许多观测技术和方法一直沿用至今。

（3）服务能力初步具备。1955年，中央气象局要求各省（市、区）气象局开始编发气候旬（月）报，并在上海市、湖南省试点编写农业气象旬报。1958年6月中央气象局首次编发《全国农业气象旬报》，8月制作发布《农业气象特殊天气导报》，同年开展农业天气预报。此时，农业气象服务开始从单站发展到全国各省（市、区），初步建立了以农业服务为重点的全国农业气象服务网络[16]。

1.3 从优化调整到稳定快速发展

（1）观测站网布局和观测任务逐步合理化。自1978年起，全国各级气象部门陆续开展机构改革与建设。1979年，中央气象局在全国重新组织了农业气象观测工作，确定了338个农业气象基本观测站，并增加了自然物候和畜牧观测任务；1989年，本着“站网密度既要充分考虑空间布局又要突出各地农业生产特点、作物布局和种植制度”的原则，国家气象局对农业气象观测站网和观测项目进行了优化调整，确定了402个国家级和317个省级观测站，观测项目也进行了相应的调整[16]；2009年，为了响应国家政策，做好气象为“三农”服务工作，在充分考虑国家、地方农业气象服务需求以及农业产业布局等的基础上，中国气象局对农业气象观测站网和观测任务再次进行大规模的改革与调整[27]，确定了653个国家级农业气象观测站，重点突出了粮、棉、油等大宗作物的农业气象观测，确立了以常规农业气象观测站为主、特色观测站和农业气象试验站为辅的农业气象观测站网体系。

（2）观测业务和服务体系逐步完善化。1980年，中央气象局修订了《农业气象观测方法》，包括作物发育期、土壤湿度、自然物候等观测方法[26]，于1993年重新颁布《农业气象观测规范（上卷和下卷）》，系统全面地规定了作物、土壤水分、自然物候、蔬菜、畜牧、果树、林木观测及农业小气候的观测方法与技术，这是中国第一部完整的农业气象观测规范，实现了农业气象观测的规范化和标准化，一直沿用至今[1]。中国气象局于1995年正式将农业气象观测服务纳入气象基本业务，制定了严格的业务考核和质量评定制度，农业气象业务走向规范化和制度化[25]。2000年以后，国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员及中国气象局先后发布60多项与农业气象观测和服务相关的国家标准和气象行业标准。这些标准在农业观测资料的准确性、科学性、连续性和可比性上发挥了重要作用。

（3）观测业务和服务逐步信息化。早在1983年国家级农业气象情报业务恢复时期，农业气象观测业务还完全是手工操作。随着计算机和互联网技术的发展和应用，农业气象观测业务和服务业务逐步实现了自动化和信息化。省级业务、农业气象管理、农业气象测报业务（AgMODOS）等系统陆续研发并投入使用，2009年实现了观测资料录入、错情检查、资料查询、机制报表和数据入库等功能的自动化[28]，2020年全国农业气象观测资料实现多点对单点或多点处理、加工、存储和传输信息化[29−30]，标志着中国农业气象情报业务全面跨入新阶段[25]。2021年，农业气象大数据共享平台的运行，实现了农业气象数据和服务产品在全国范围内的交汇和共享，农业气象观测业务开始向集约化、网络化和共享化发展[31]。

（4）农业气象情报和业务服务逐步体系化。自1958年中央气象局首次发布《全国农业气象报告》服务产品以来，各级气象部门逐步规范化、系列化、多层次、多方位、常态化地开展农业气象服务[24−25,32−34]，完成了全国农业气候资源调查与精细区划、局部气候资源开发利用等重大任务，业务领域由大宗粮食作物逐渐拓展到棉花、油料等经济作物及畜牧业、养殖渔业，形成了农业气象旬报、月报等常规业务，以及农业气象防灾减灾、生态气象监测等特色业务[35−38]。农业气象情报和预报在作物产量气象预报、农业气象灾害风险评估、农业病虫害气象和特色农产品气象保障等方面逐渐形成了完整的业务服务体系[4,16]。

2 中国农业气象观测业务的现状

2.1 农业气象观测站网布局现状

目前，全国现有653个农业气象观测站（包含70个农业气象试验站），空间布局及省级分布如图1和图2所示。各省（市、区）农业气象观测站数量各不相同，其中四川省数量最多，上海市最少，大部分省（市、区）观测站数量都在17～31个（图2a）。其中，农业气象观测站分为398个国家一级站和255个二级站。农业气象观测一级站观测内容由中国气象局确定，主要开展作物、土壤水分、自然物候和畜牧等观测，根据站点所在区域的需求选择性开展果树、林木、蔬菜、养殖渔业和农业小气候等观测；农业气象观测二级站观测内容是由省级气象部门参照一级站观测内容，根据当地农业生产需求确定的，各省（市、区）间不完全相同[27]。

中国气象局在653个农业气象观测站中遴选了70个站作为农业气象试验站，空间布局如图1b所示。农业气象试验站是根据农业生产需要而设立的地区性站点，主要进行地面气象观测和农业气象观测，针对当地农业生产的农业气象问题开展科学试验研究，并探讨其解决对策，开展农业气象的情报搜集、预报、区划、气候分析、灾害预防，以及农田小气候的利用和改善等工作。目前，农业气象试验站在各省（市、区）数量较少且分布不均匀（图2b），基本都是1～6个，其中内蒙古最多（6个），河北、陕西、山东等农业大省仅有1个，北京、天津、山西和上海尚无农业气象试验站。

2.2 农业气象观测基础条件现状

现有农业气象观测站的土地权属与面积的统计结果如图3所示。由图3a1和3b1可知，农业气象观测站总占地面积约800hm2，其中，约73.2%的观测站和约 70%的试验站的土地权属完全自有型，约22.9%的观测站和约24.3%的试验站是租赁土地型，仅1.8%的观测站和约1.4%的试验站无土地权。从农业气象观测站和试验站的占地面积看（图3a2和3b2），约20.7%的观测站和12.9%的试验站土地面积在0.067hm2以下，21.3%的观测站和11.4%的试验站土地面积为0.067～0.333hm2，11.2%的观测站和7.1%的试验站土地面积为0.333～0.667hm2，41.7%的观测站和51.4%的试验站土地面积为0.667～3.333hm2，5.2%的观测站和17.1%的试验站土地面积在3.333hm2以上。

图1 全国653个农业气象观测站（a）及70个农业气象试验站（b）空间分布（缺港澳台数据。下同）

图2 653个农业气象观测站（a）和70个农业气象试验站（b）的省（市、区）数量分布

图3 653个农业气象观测站（a）和70个农业气象试验站（b）的土地权属（1）和面积（2）统计

现有农业气象观测站的作物观测地段和观测设备统计结果如图4所示。由图4a可知，约48.2%的观测站拥有长期固定观测地段，约45.5%观测站有相对稳定观测地段，6.3%的观测站经常变换观测地段。653个农业气象观测站中（图4b），约4%的观测站拥有作物自动观测设备，还有约96%的观测站尚未配备作物自动观测设备；约81.1%的观测站已经配备土壤水分自动观测设备，约10%的观测站尚未配备土壤水分自动观测设备，其中约有8.9%的观测站土壤水分自动和人工并行观测（图4c）。

农业气象观测站的观测员数量、工作年限、学历和职称情况统计结果如图5所示。由图5a可以看出，约44.9%的观测站只有1个观测员，约31.2%的观测站有2个观测员，约19.3%的观测站有3个及3个以上的观测员，还有约4.6%的观测站没有配备专职观测员。由图5b可以看出，1205个观测员中约41.9%的观测员从事农业气象观测工作年限在3a以下，约18.8%的观测员工作年限为3～5a，约18.2%的工作年限为5～10a，约20%的观测员工作年限为10～20a，只有约1%的观测员工作年限为20a以上。由图5c可以看出，约76%的观测员是本科学历，约7.7%的是硕士研究生学历，约11.5%的是专科学历，约0.6%的观测员是初高中学历，约3%的观测员是初中以下学历。由图5d可以看出，约46.1%的观测员是中级职称，约30%的是初级职称，约19.3%的是副高职称，约0.2%的观测员是正高级职称，还有约3.8%的观测员没有职称。整体来看，观测人员学历和业务素质较高，但每个观测站配备的专职观测人员过少，大部分观测员工作年限较短，经验不足，需要大规模的上岗培训。

图4 农业气象作物观测地段稳定性和自动观测设备情况

图5 农业气象观测站观测员数量（a）、工作年限（b）、学历（c）和职称（d）情况统计

2.3 农业气象观测内容现状

大部分农业气象观测站开展了常规农业气象观测。农业气象观测主要内容具体包括粮棉油等大宗作物和其他特色作物观测、土壤水分观测、自然物候观测、牧草和畜牧观测、果树观测、林木观测、蔬菜观测、农业小气候观测和农业气象灾害及病虫害观测与调查等[1,39]。图6a可以看出，约90%的站观测土壤水分和作物，有50%以上的站观测自然物候，15.8%以上的站观测农业小气候，有少量的站进行果树（42个）、牧草（28个）、蔬菜（24个）、林木（12个）、养殖渔业（4个）观测。目前各观测站主要集中观测玉米、麦类、稻类、油菜、马铃薯、棉花、花生和大豆等作物。约53 %的站观测稻类，约44.1%的站观测玉米，约41.2%的站观测麦类，约16.9%的站观测油菜，约12.6%的站观测马铃薯，约9.8%的站观测棉花，约8.9%的站观测大豆，约22.7%的站观测烟草、谷子、高粱和甘薯等其他作物（图6b）。

图6 农业气象观测站观测内容（a）和观测作物（b）站点数量统计

2.4 农业气象观测业务服务现状

农业气象观测业务服务是指运用农业气象科技手段为农业服务工作的统称，包括农业气象观测、情报、预报、灾害监测、评估和减灾对策咨询，农业气候资源开发利用，农业气象信息服务等[2]。目前服务大致分为实时服务、专题服务和咨询服务三个类型，以农业气候资源利用、作物气象条件分析、土壤墒情报告、粮食产量气象预报、气象灾害预警及防御等为主要内容。通过互联网信息、纸质报告、传真、报刊、微博、微信公众号和影视传媒等服务方式对外发布。目前，全国农业气象业务系统各个环节相互支持、有机结合，共同构成了国家、省、市、县四级业务服务体系。体系工作的核心环节包括农业气象观测系统、数据信息系统、服务产品体系和信息服务系统四个层次（图7），其中观测系统是服务基础支撑层，数据信息系统是数据传输、处理和储存层，服务产品体系是各类服务产品的加工制作和信息传播前的准备层，信息服务系统是服务产品对外发布传播层。

3 中国农业气象观测业务服务存在的问题

3.1 站网布局和观测任务不够合理

随着现代化技术的快速发展和气候条件的变化，中国农业产业战略布局和作物种植结构也在不断调整变化[40]，目前观测站网布局已经不能满足为现代化农业生产服务的需求。主要问题表现为，（1）农业气象观测站网尚不能完全覆盖粮食生产核心地区。如图8所示，山东、吉林等农业大省的观测站数量偏少，重要粮食生产功能区、重要农产品保护区、特色农产品优势区和高标准农田区尚无农业气象观测站[41]。（2）配套完善的省级自建站尚未纳入国家站网体系。例如内蒙古自建的松山站、浙江自建的临安站等观测基础条件较好、配套设备先进、所在区域具有较好作物种植代表性，但尚未纳入为国家级观测站。华北地区农业气象试验站数量较少，例如天津武清站、河北饶阳站和内蒙古科尔沁站等一些观测地段面积较大、观测设施较齐全、试验研究能力较强的观测站尚未升级为国家级农业气象试验站。（3）个别农业气象观测站观测任务与当地种植结构存在差异。例如河北廊坊和北京通州站等的观测地段城市化程度较高，对农作物观测代表性逐渐降低，可适当降低观测站级别或者取消这些观测站，再如河北容城站需要调整到安新，辽宁新城子站需要调整到法库县等。还有些观测站观测项目和任务与当地的种植结构已经严重不符，例如河南驻马店需取消油菜观测、重庆梁平站冬小麦需调整为油菜观测等。

图7 农业气象观测及服务体系业务流程图

3.2 观测规范不能满足需求

现行《农业气象观测规范》是1993年参照前苏联版本制定的，对指导基层观测站或试验站的农业气象观测、统一观测程序和方法等方面发挥了重要作用[1]。随着农业现代化的发展，该观测规范已经不能满足为现代化农业生产服务的需求[42−43]。主要问题表现为，（1）规定观测的作物种类和品种与当前农业种植结构不符。近年来，全国各地耕作制度和种植结构已经发生了很大的变化，如苎麻、黄麻、红麻和亚麻等作物已不再大面积种植，大豆等油料作物扩大了种植面积，稻类和玉米等作物培育新品种且扩大了种植规模[44]，橡胶、青稞和一些糖料等作物区域性扩种，但目前尚未列入观测规范，无统一观测规范和观测内容。（2）规定观测的项目和频次已不适应现代化农业的发展。在农事关键期和重大天气过程中，缺少作物叶绿素含量、作物蒸腾速率及各发育期生长需水量等重要的观测项目；稻类三叶期和乳熟期、麦类起身期和玉米三叶期等观测数据观测频率较高，但数据使用频次低、服务效益不明显；缺少符合现代化机械化农业种植栽培技术的观测项目，如棉花脱叶始期、普遍期和末期观测。（3）观测规范有些内容需要修订升级。现行观测规范中存在概念模糊、表述不严谨、定性描述无法定量测定、观测方法操作不明确、观测设备和数据记录方式规定有歧义等问题，需要修订和完善；对关键性植物学或农学名词缺少注解，缺乏作物不同发育期彩色照片和对应文字说明等。（4）缺少自动观测规范。目前大部分观测站已经布设了土壤水分自动观测仪，也有观测站布设了作物自动观测仪和物候自动观测仪，但现行的观测规范都是针对人工观测的，尚无观测设备规格、安装要求、数据采集、数据传输等自动观测规范方面的内容。

图8 全国653个农业气象观测站和粮食生产大县空间分布

3.3 观测技术和设备自动化不足

目前大部分农业气象观测站观测技术和设备自动化不足。除了部分观测站建设了土壤水分自动化观测设备外，大多数观测站的作物观测仍以人工判断为主，观测设备多是土钻、烘箱、天平和尺子等，尤其是作物自动化观测程度非常低。人工观测任务量大且工作繁重、主观误差较大、质控难度大、观测频率和精度不足、时效性和可用性不强、不能实时地完整传输数据等问题亟须解决。为尽快解决这些问题，自动传感器和信息技术，尤其是图像识别技术和作物三维形态结构模拟等技术[45]应该尽快引入到农业气象观测中来，加快自动观测设备的研发和应用。如技术上较为成熟的区域土壤水分观测仪、作物气象自动观测仪、物候自动观测仪、区域蒸散仪、涡度通量自动观测仪、土壤冻融自动观测仪等农业气象自动观测设备尚未大量应用。

3.4 业务服务精细化和多元化程度不够

近几十年来，虽然中国农业气象业务服务能力取得了长足的发展，形成了健全的业务服务体系，但与世界先进国家相比，还存在一些薄弱环节[46−48]。（1）农业气象业务服务需求不清、针对性不强。目前的农业产业结构调整、农业气候资源开发利用、特色农产品气象保障服务等业务仍缺乏定量化的分析评估，产品丰富度略少，面向政府部门的决策服务产品多，面向种植养殖大户、专业合作社及普通农户的服务产品少且针对性不强，针对畜牧业及现代化特色农业，未建立有效且完善的现代化气象服务体系。（2）农业气象业务服务科技支撑能力尚待加强。目前有部分服务项目因缺乏先进的观测技术手段等原因，仍以定性分析为主，定量化、模式化程度不高，缺乏定量的指标和模型等。（3）农业气象信息服务覆盖面窄、产品单一。目前农业气象信息服务以灾害监测、预报预警为主，缺乏农业产业结构调整、农业气候资源开发利用、特色农产品气象保障服务、粮食安全气象保障等方面的服务产品。

4 中国农业气象观测业务的未来展望

4.1 科学合理规划观测站网布局和观测任务

（1）动态优化观测站网布局。站网调整综合考虑国家战略发展需求、农业气候区划、国家粮食安全和农业生产服务需求、观测技术和设备可实现性、历史观测数据的连续性等方面，把握“分类调整、按需增加、优化布局、突出特色”的动态调整原则。不断地动态加大观测站网密度，在缺少观测站的重要粮食主产区动态增加作物自动观测站。逐步填补全国农业气象观测的空白区域，使农业气象观测站网布局不断地科学合理、至臻完善。

（2）分级分类管理观测任务。各观测站的观测任务要科学合理、权责分明、执行度高。观测任务优化调整时要重点考虑国家战略需求、统筹兼顾地方需求；要考虑加强粮、棉、油等主要作物观测，还要考虑各地名、特、优、新经济作物观测和牧草、蔬菜、果树和森林等观测。各站的观测任务明确职责、分类管理。面向国家粮食生产需求，对于服务全国需求的粮、棉、油等重点观测任务由中国气象局统一管理；对于服务地方需求的特色作物及设施农业观测等由各省级气象局管理。

4.2 完善健全观测业务质量管理体系

（1）实施更加科学严谨的农业气象观测规范。实现全国统一的农业气象观测标准、观测频次、观测设备、数据格式、质控算法、数据传输方式、设备维护维修和检定标校频率等。观测规范实行定期专家评估和修订制度。（2）健全农业气象观测与服务质量管理体系。按照ISO9001质量管理体系标准要求，运用PDCA（策划−实施−检查−改进）方法，完善农业气象观测工作的建设运行和保障，定制业务全流程规章制度及标准规范，形成质量管理体系文件清单，分析影响业务质量的短板弱项，提出应对持续的整改措施。（3）提高观测设备性能和观测人员业务能力。研发和引进先进技术及算法，提高设备观测精度和频率、自动化和智能化水平性能。不断加强对农业气象观测领域复合型人才的引进和培训，完善农业气象观测人员持证上岗制度，培养农业气象观测业务团队和业务应用带头人。（4）实行严格的观测业务监督和考核机制。不断地完善相关制度和考核办法，严格执行各项观测规范和规章制度，强化业务管理，将业务运行监督和考核落到实处。同时健全业务人员激励机制，激发业务人员工作积极性，确保观测业务质量不断提升。

4.3 优化调整现代化农业气象观测体系

（1）引用新技术。逐步将无人机、雷达、高光谱、图像识别、机器学习、大数据云平台、物联网、5G、智能终端、便携传感器、移动互联和人工智能等先进技术引入和应用到农业气象观测业务中来。（2）研发新设备。不断地开展农业气象自动化观测前瞻性技术研究，完善与验证核心算法及关键技术，增加农业气象自动化观测仪器的观测频率，拓展观测作物种类，提高观测精度，增加有用的观测项目，不断提升观测仪器适用性、可靠性、实用性和智能化。（3）加强与卫星遥感技术结合。推进利用多源卫星遥感数据开展农业气象观测项目参数反演技术与融合产品研发，强化新一代静止、极轨气象卫星观测应用。（4）建立立体观测体系。建立与天基、空基观测相配套的农业气象地基观测站网，实现作物生长与农田环境参数长期、连续、实时的定位观测，建立起以农业气象自动化观测为主，以人工观测和社会化观测为辅助、与无人机及卫星遥感观测互补的天－空－地一体化农业气象综合立体观测体系。

4.4 提升农业气象观测业务服务水平

围绕新型农业经营主体服务需求，建立标准化农业气象服务体系，服务逐步向多元化、精准化和智慧化方向迈进。分灾种、分区域和分作物的提高主要作物生产前、生产中与生产后全过程定量化和精细化的农业气象服务能力；不断加大气象服务产品开发力度，提供多元和高效服务产品；不断强化核心科技攻关，提高服务的科技含量；深入开展农业气象服务技术试验研究，逐步提升农业气象服务技术水平；不断拓展服务渠道，提高预报预警时效性；不断优化核心算法，提高预报智慧化程度。不断扩展设施农业、特色农业、渔业、畜牧业等专题情报，优化完善评价模型与指标，全面提升农业气象情报产品的针对性与时效性；不断加强农业气象观测领域复合型人才和业务带头人培养，提升农业气象观测人才业务服务水平。在农业气象情报、农情灾情直报、农用天气预报、农田土壤水分预报、土壤墒情预报、灌溉预测、物候期预报、作物产量预报、农业小气候要素预报、农业病虫害发生发展气象等级预报和农业气象灾害监测预警评估等方向上，提升农业气象观测业务服务的多元化水平。同时为适应现代化发展，开辟一些新型农业气象服务，比如移动农情速报、特色农业气象评价、气象灾害保险证明、天气指数保险和农产品气候品质认证等服务。

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Development Status, Problems and Prospects of Agrometeorological Observation Operation in China

ZHANG Quan-jun1, HONG Guan1, WU Dong-li1, HOU Ying-yu2, ZHUANG Li-wei2, ZHU Yong-chao1, YANG Da-sheng1, LIU Cong1, SHI Yao-hui3, HOU Biao4, ZHANG Jing1, LING Cong-jing1，LI Yan1,5

(1.China Meteorologicl Adiministration Meteorological Observation Centre, Beijing 100081, China; 2. National Meteorological Center, Beijing 100081; 3. Beijing Meteorological Observation Center, Beijing 100176; 4. Heilongjiang Meteorological Data Center, Harbin 150030；5.Chinese Academy of Meteorological Sciences, Beijing 100081)

Agrometeorological observation is an important cornerstone of agricultural modernization development. This study comprehensively sorted out the development process, business status and existing problems of agricultural meteorological observation in China, and discussed the development prospects of agrometeorological observation in the future, in order to provide a reference for escorting the sustainable development of modern agriculture and national food security. The development of China's agrometeorological observation operation has roughly experienced six stages: theoretical exploration, organization establishment, pilots construction, scale formation, optimization and adjustment, and stable and rapid development. At present, China has established a network of observation stations based on 653 agrometeorological observation stations (including 70 agrometeorological experimental stations) to carry out observation and research on crops, soil moisture, natural phenology, animal husbandry, fruit trees, trees, vegetables and agricultural microclimate. Based on the development of observation business, a national, provincial, municipal and county agrometeorological operational service system with scientific structure and advanced functions has been established. The national agrometeorological monitoring and evaluation, crop yield forecast, agrometeorological disaster monitoring and evaluation and impact forecast, agricultural weather forecast, meteorological grade forecast of occurrence and development of agricultural and forestry diseases and insect pests, agricultural soil moisture, drought relief, and ecological meteorological monitoring and prediction have been relatively mature and service results remarkable. In the past ten years, China's agricultural industry layout, planting structure and planting methods have undergone tremendous changes, and automatic observation technique such as automatic crop meteorological observation and automatic phenology observation have also developed rapidly. The agrometeorological observation operation also gradually shows a series of questions, such as the layout of the network of observation station and the observation tasks needs to be adjusted and optimized, the observation specifications need to be revised and supplemented, the modern technology and automatic observation equipment need to speed up the application and the operational service capacity needs to be improved and strengthened. From the perspective of the strategic deployment of the Party Central Committee of the CPC, the State Council and the China Meteorological Administration for the development of agrometeorological observation operation, the goal of high-quality development of agrometeorological observation, and the demand of modern agricultural development for agrometeorological operation, the future agrometeorological observation operation in China will gradually form a network of observation stations with reasonable layout, perfect specifications, advanced technical equipment, diversified and sophisticated service products, a modern agrometeorological observation and operational service system that can be in line with international standards.

Agrometeorological observation; Agrometeorological service; Development history; Prospect

10.3969/j.issn.1000-6362.2023.08.008

张全军,宏观,吴东丽,等.中国农业气象观测业务的发展及未来展望[J].中国农业气象,2023,44(8):735-749

2022−10−10

国家重点研发计划（2022YFC3090602）；中国气象局创新发展专项(CXFZ2023J069)“基于大数据云平台的农业气象观测质量控制和评估技术研制”；中国气象局气象探测中心生态环境观测技术创新团队项目

宏观，高级工程师，主要从事农业气象观测与业务管理方向研究，E-mail：hongguan@cma.gov.cn

张全军，E-mail：zhangqj@cma.gov.cn