地面气象观测对水稻种植的影响

宋赫 杨金龙 李华峰 杜雪松 刘金昀

摘 要：地面气象观测数据对有效防治水稻病虫害、降低灾害风险十分重要，可以帮助农民在合适的时间采取防治措施，确保水稻在健康环境中茁壮成长，提高水稻的产量和质量。阐述了地面气象观测对水稻种植的意义，提出了加强地面气象观测的措施，包括加强对气象观测站的建设和管理；引入先进的气象观测设备和技术，加强对气象观测数据的监测和校正；加强对利用气象观测数据的分析和研究，构建基于气象数据的水稻生长预测模型。

关键词：地面气象观测；水稻种植；气象观测数据

中图分类号：S511 文献标志码：B文章编号：2095–3305（2024）02–00-03

地面气象观测是一项通过设立在各地的气象观测站点等设施，对大气近地面层中的气象要素进行实时监测、记录和分析的重要实践活动。在全球范围内，水稻作为一种至关重要的粮食作物，其生长发育和产量深受气象条件的影响。从播种到收获的各个环节，温度、湿度、光照、降雨量等气象因素都在不同程度上制约着水稻的生长状况。因此，对地面气象观测所获取的翔实数据进行精确解读和有效利用，对科学指导水稻种植管理、优化农事活动安排、提高水稻种植效益具有重要价值。通过对气象数据的深入挖掘与分析，可以帮助农民精准预测气候走势，提前防范不利天气影响，合理安排灌溉、施肥等农事操作，从而实现水稻生产的高效、优质和可持续发展。

1 地面气象观测对水稻种植的意义

1.1 提供基本信息

气象观测数据在提供水稻生长过程中的基本信息方面起着至关重要的作用。气象观测数据可以提供水稻生长所需的气温、湿度和降水量等重要信息。这些信息有利于科学制定水稻种植的时间、施肥和灌溉等决策[1]。尤其是气温，其是影响水稻生长发育的关键因素。不同生育期对气温的要求也不同，而气象观测数据可以帮助农民根据水稻不同生长阶段的气温需求，合理安排种植时间，从而最大限度地促进水稻生长。

首先，气象观测数据可以提供水稻生长过程中的气温信息。水稻生长的最适宜气温范围在20～35 ℃，而不同生长阶段的水稻对气温的需求也各不相同。例如，水稻的萌芽期、分蘖期和抽穗期对气温的要求分别不同，若气象观测数据显示气温偏低或偏高，农民则可以根据实际情况调整种植时间或采取保温措施，保证水稻生长顺利[2]。其次，气象观测数据还可以提供水稻生长过程中的湿度信息。水稻对湿度的要求较高，湿度过大或过小的都会影响水稻的生长发育。在干旱地区，若气象观测数据显示降水量偏低，农民可以及时进行灌溉，确保水稻的正常生长。而在多雨地区，若气象观测数据显示降水量偏高，农民可以采取排水措施，避免水稻遭受水涝影响。最后，气象观测数据还可以提供水稻生长过程中的降水量信息。过多或过少的降水都会对水稻的生长产生不利影响。通过气象观测数据，农民可以了解未来一段时间内的降水情况，进而有针对性地进行灌溉和排水工作，确保水稻在适宜的水分条件下生长[3]。

1.2 为水稻病虫害防治提供依据

水稻是我国的主要粮食作物之一，但在生長过程中常受到各种病虫害的侵害，严重影响了水稻的产量和质量[3]。因此，水稻病虫害的防治对保障粮食安全具有重要意义。地面气象观测数据对水稻病虫害的防治具有重要作用，主要体现在以下几个方面。

首先，地面气象观测数据在揭示气温波动对水稻病虫害生态习性的影响上发挥了关键作用。气温是决定水稻生长进程以及病虫害暴发频率与强度的关键气象因子，特定的温度区间常常会诱发病原微生物及害虫快速繁殖，而超出适宜温域则可能导致其活性减弱甚至死亡。通过精细解读地面气象观测所得数据，农户能够实时掌握气温走势，结合各类病虫害对温度敏感性的特征，提前布局并采取相应的防治策略。例如，在高温潮湿环境下，病菌滋生活跃，此时农户可加大杀菌消毒力度，加强对病虫害的防控，从而有效遏制病害蔓延和传播。

其次，地面气象观测数据在指导水稻病虫害防治工作中扮演了科学决策依据的角色。除了气温之外，降水量、湿度等因素同样对病虫害的发生与扩散具有深远影响。病原菌和害虫的孵化、侵染和迁移等活动往往与特定的湿度条件密切相关。通过深入分析气象观测数据，农民能够前瞻性地预判病虫害可能的暴发趋势，并据此制定前瞻性的防控计划。比如，在预计湿度升高或降水增加的时段，农民可以提前进行防病治虫的准备工作，如合理施药、调整田间管理措施等，以最大程度地减少病虫害对水稻生长造成的损失，从而确保水稻能够在一个健康的环境中茁壮成长。

最后，地面气象观测数据还可以帮助农民合理选择农药使用时机。对于一些特定的病虫害，选择合适的农药并在适当的时间使用是非常重要的。而气象观测数据可以帮助农民了解天气条件是否适宜农药的使用，避免由于不当的气象条件导致农药的失效或对环境造成污染[4]。地面气象观测数据还可以为水稻病虫害的监测和预警提供支持。通过分析气象观测数据，可以预测未来一段时间内的气象条件，从而判断未来病虫害的发生和传播的可能性。这有助于农民提前做好防治准备，减少病虫害对水稻的损害。

2 水稻种植过程地面气象观测应用现状

水稻种植过程中地面气象观测主要涉及对温度、湿度、降水、风速、风向等气象要素的监测。这些监测数据对评估水稻生长环境、预测产量及采取相应的农事管理措施至关重要。目前，地面气象观测主要依赖于气象站点和农田小气候观测系统。气象站点通常由政府或研究机构设立，覆盖范围较广，能够提供较为准确的气象数据；农田小气候观测系统则由农户或农业企业自主设立，主要针对农田微气候环境进行监测，数据更为精细。然而，水稻种植过程地面气象观测应用还存在一定不足。首先，气象站点的布设密度不均衡，一些偏远地区的气象数据不够准确或缺乏相应数据。其次，农田小气候观测系统的普及程度还不够高，一些农户缺乏相关的技术和设备。最后，现有的气象观测设备大多只能提供定点数据，对于大范围的农田而言，这些数据不够全面和准确。

3 加强地面气象观测的措施

3.1 加强对气象观测站的建设和管理

第一，加强对气象观测站的建设。水稻种植区域涵盖广阔的平原地带、起伏的丘陵区域以及高低错落的山区等地形。这些不同类型的地理环境中，其气候条件存在显著的差异性，如温度、降雨量以及日照时数等气象要素均有所不同[5-6]。因此，相关部门应加大资源投入力度，因地制宜地在各类地域及气候条件下建立气象观测站点，确保观测网络覆盖更宽泛的地理范围和气候类型，搜集到更全面、精确的气象数据资料，掌握不同水稻种植区域的独特气候特性，为水稻种植活动提供更有针对性和实用性的气象信息服务。相关部门还应根据不同地区的地形地貌特征、气候条件变化规律及水稻生长需求，精心选址，部署多层次、多功能的气象观测设施，实时监测温度、湿度、风向、风速、日照强度及土壤水分等气象参数，为水稻种植者提供精细化的气象指导。同时，通过对这些多样化气象数据的整合分析，可以更加深入地揭示不同地理环境下水稻生长的适宜条件，为种植户在品种选择、播种时间、田间管理等方面提供科学依据，从而有效提高水稻种植的经济效益和抵御自然灾害的能力，推动我国水稻产业的绿色发展与可持续进步[7]。

第二，加强对气象观测站的管理。设备与仪器的正常运转是确保所采集数据准确无误及可靠性的重要基石。因此，相关部门应高度重视对气象观测站点的日常维护保养及设备仪器的检修工作，确保所有设施始终处于最佳运行状态。与此同时，应加强对观测站的工作人员的教育培训，不断提升其专业技术素养，使他们深刻认识到自身工作对数据真实性、可靠性的决定性影响，从而确保观测站获取的所有气象数据能够真实、准确地反映实际的气象状况。设备维护与人员培训是气象观测工作得以顺利开展的2个不可或缺的环节。在硬件层面，定期检查和及时维修各类设备仪器，不仅能防止因设备故障导致的数据缺失或误差，还能延长设备使用寿命，提高观测站整体的工作效率。在软件层面，通过专业的培训课程和实践操作，提升观测人员的专业技能和增强其责任心，使其在面对复杂多变的气象环境时能够熟练运用仪器设备，严格按照规程操作，真正做到从源头把控数据的质量，确保每个数据点都能精确反映当时的气象实况，为水稻种植等领域提供强有力的数据支持。

3.2 引入先进的气象观测设备和技术，加强对气象观测数据的监测和校正

气象观测数据的准确性直接影响着气象预报的准确性，而气象预报又关系到人们的生产生活安全。因此，提高气象观测数据的准确性和实时性是保障人们生活安全和国家经济发展的重要举措[8]。

第一，引入先进的气象观测设备和技术。随着科学技术日新月异的进步，各种尖端气象观测仪器设备层出不穷，它们能够更加精准地捕捉并记录下温度、湿度、风速、降水等气象参数信息。遥感技术及卫星遥感技术的飞跃发展，实现了对大气圈、水圈以及地球表面的三维立体、全天候、全方位的气象观测，极大地增强了气象数据采集的精确度与实时性。通过巧妙应用大数据分析和人工智能算法，可以对海量的气象观测数据进行深度挖掘、精确解析和智能预测。因此，相关部门应积极加大对气象观测设施和技术研发的资金支持力度，不断完善气象数据监测网络，推动实现气象观测数据的广泛共享和互联互通，持续提高气象观测数据的质量和时效性。同時，相关部门还应加强气象观测数据的科学分析与研究工作，不断提升气象数据的科研内涵和预报预见性，以提供更为精确可靠、贴近民生需求的气象信息服务，从而满足广大民众对气象信息的多元化需求，有效助力经济社会活动的科学决策与持续健康发展。

第二，加强对气象观测数据的监测和校正。在气象数据采集流程中，监测和校正环节的主要任务是对可能出现的各种误差来源实施持续且精准的识别与修

正[9]。这涵盖从硬件设备故障导致的测量偏差，到数据传输链路中发生的错误干扰，再到因人为因素引发的操作失误等潜在问题，所有这些情况都有可能导致气象数据质量的下降，表现为数据的不准确性或时效性滞后。因此，负责气象工作的部门有责任建立健全一套严密高效的数据质量监控机制，该机制能够在第一时间察觉并解决数据采集过程中的任何异常现象，进而确保气象观测数据的精确可靠，为后续的科研和决策提供坚实的基础支撑。为了最大限度提高气象数据的价值与利用效率，有必要搭建一个功能完善的气象数据共享交换平台。这一平台应鼓励跨部门、跨单位的数据共享行为，打破“信息孤岛”，保证不同源头的气象观测数据得以顺畅流动、融合使用。通过这样的数据流通和互动，不仅能实时更新气象状况，提高数据的时效性，还能促进各相关主体之间知识和技术的交流协作，共同提高气象观测数据的整体质量和服务水平，为农业生产、环境保护、灾害预警等领域提供更为精准、实时的气象信息服务保障。

3.3 加强对利用气象观测数据的分析和研究，构建基于气象数据的水稻生长预测模型

在当前气候变化日益显著的背景下，农业生产面临着越来越多的挑战，而利用气象观测数据进行分析和研究，可以帮助农民应对日益严峻的气候变化挑战，提高粮食生产效率，更可以促进农业的可持续发展，为实现粮食安全和乡村振兴提供有力支撑[10]。

第一，加强对历史气象观测数据和水稻生长数据的分析，揭示气象因素与水稻生长的关联规律。气象因素包括温度、降水、日照时数、湿度等，通过对这些因素的分析，可以了解在不同气象条件下水稻的生长情况，建立气象因素与水稻生长的定量关系，为后续的种植提供科学依据。有关部门应该加大对气象观测数据的收集和分析力度，推动气象科学与农业生产的深度融合，为农业生产提供更科学、更精准的指导。

第二，构建基于气象数据的水稻生长预测模型，协助农户利用实时和历史气象观测数据推测未来的气候变化动态，为农业生产决策提供科学支撑。通过构建精细化的气象模型，并结合长期以来积累的气象观测记录和水稻生长数据，可以对未来气候变化趋势进行更加准确的预测和深入的解析，从而为农户提供科学、合理的种植规划指导。在这一框架下，农民能够依据气象预测的结果，适时调整水稻种植的时间节点、施肥量、灌溉策略等农业生产环节，预先适应可能出现的气候变化情景，从而最大限度地发挥气象观测数据在指导水稻种植上的作用。这样不仅能够提高农业生产的抗风险能力，还有助于实现水资源、肥料资源等的合理配置和高效利用，最终促进水稻种植业的持续稳定发展和产量质量的提高。

4 结束语

地面气象观测为农业生产者提供了科学决策的依据，促进了水稻种植管理的精细化和高效化。通过对地面气象观测数据的深入研究与应用，农民可以更好地掌握水稻生长所需的气象条件，适时调整农事活动，如播种时间、施肥量、灌溉频次等，从而确保水稻在最佳气候条件下生长，提高产量和品质。相关部门应加强地面气象观测设施建设与管理，引进先进设备和技术，增强气象观测数据的准确性和实时性，以及加强对气象数据的分析研究和模型构建，对应对气候变化带来的挑战、保障粮食安全、推动农业可持续发展具有深远的战略意义。各级政府和相关部门还应加大投入和支持力度，积极推动气象科学与现代农业生产的深度融合，通过充分利用和分析地面气象观测数据，引导农民采取科学、合理的种植策略，以实现我国水稻产业的高质量发展和乡村振兴目标。

参考文獻

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