農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認證技術(shù)研究進展

徐擎擎 李衍彪 曹偉 袁靜 馬雪嬌

（1.青州市氣象局 山東青州 262500；2.濰坊市氣象局 山東濰坊 261000）

隨著經(jīng)濟社會發(fā)展、人民生活水平的提高，食品安全得到進一步重視，人們更趨于需要和消費高品質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品，而農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)與氣候條件息息相關(guān)。農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認證是指利用影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的氣候指標對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)劣等級進行評定。開展農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認證不僅可以幫助消費者鑒別農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，還可以提升農(nóng)產(chǎn)品價值和品牌影響力，提高經(jīng)濟效益，且能夠充分利用氣候資源、提高農(nóng)作物產(chǎn)品質(zhì)量，符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求；同時也是農(nóng)產(chǎn)品進入國際市場的重要途徑，可助力精品農(nóng)業(yè)、特色農(nóng)業(yè)發(fā)展。近年來，我國基于氣候條件與農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)關(guān)系的品質(zhì)評價模式已逐步建立，浙江、陜西、四川、海南、廣西等20余省區(qū)先后針對當?shù)靥厣r(nóng)產(chǎn)品茶葉、蘋果、獼猴桃、芒果、砂糖橘等進行氣候品質(zhì)認證[1]。

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象服務需求引領(lǐng)下，通過研究農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)與氣象條件的關(guān)系，建立氣候品質(zhì)模型，利用氣象學方法對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)進行定量評估，對于拓展農(nóng)業(yè)氣象服務領(lǐng)域，大力發(fā)展特色農(nóng)產(chǎn)品，開展農(nóng)業(yè)氣象理論研究和相關(guān)技術(shù)實踐具有一定的理論價值和重要的現(xiàn)實意義。

1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

開展品質(zhì)認證是農(nóng)產(chǎn)品進入國際市場的重要途徑，世界各國已出臺多種農(nóng)產(chǎn)品認證標準，如法國的原產(chǎn)地保護標志、美國的有機食品認證、澳大利亞的新鮮農(nóng)產(chǎn)品放心認證、日本有機農(nóng)業(yè)標準、中國的“三品一標”等，這些農(nóng)產(chǎn)品認證技術(shù)助推了氣候品質(zhì)認證的誕生[2]。農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認證是從氣候角度系統(tǒng)地論證農(nóng)產(chǎn)品的生長環(huán)境和品質(zhì)，其制度規(guī)范符合國際農(nóng)產(chǎn)品消費需求的大趨勢。氣候品質(zhì)認證最早始于2007年瑞典的食品氣候認證，作為生態(tài)食品生產(chǎn)認證的主要組成部分，增強了食品生產(chǎn)者的競爭力。

2012年起，浙江省開啟農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認證試點工作，從初步探索到技術(shù)和工作改進，穩(wěn)步推廣農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認證工作，開創(chuàng)了氣候品質(zhì)認證的先河，3年時間里完成水稻、茶葉、楊梅、西瓜等3大類15種農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)論證工作[3]。其他省份也相繼探索開展氣候品質(zhì)認證工作，如四川省于 2013年開始調(diào)研籌備農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認證工作，已對獼猴桃、茶葉、柑橘、金銀花等多種特色農(nóng)產(chǎn)品開展氣候品質(zhì)認證，并開發(fā)認證與溯源網(wǎng)絡平臺，促進了此工作的持續(xù)發(fā)展[4]；陜西省利用GIS技術(shù)對區(qū)劃指標進行空間化和指標分區(qū)，開展了蘋果、獼猴桃、柑橘等果品的氣候品質(zhì)認證，形成了相關(guān)技術(shù)規(guī)范，并建立果品氣候品質(zhì)認證業(yè)務系統(tǒng)，實現(xiàn)了果品氣候品質(zhì)認證評價、認證企業(yè)統(tǒng)一管理、認證背景數(shù)據(jù)管理、認證報告書圖表的制作和認證評價報告的二維碼識別功能[5]；海南省建立了海南芒果氣象災害監(jiān)測及氣候品質(zhì)認證系統(tǒng)和火龍果氣候品質(zhì)認證溯源APP，為農(nóng)戶提供多種形式的氣象服務[6-7]。氣象行業(yè)標準《農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認證技術(shù)規(guī)范》于2019年4月28日發(fā)布，同年8月1日正式實施[8]，使農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)評價更加規(guī)范化和標準化，有助于氣候品質(zhì)評價工作的進一步推廣和開展。目前，在業(yè)務管理方面，國家層面尚未出臺相關(guān)的管理制度，管理體系仍不完善，開展氣候品質(zhì)認證工作的省級氣象部門結(jié)合本地實際出臺相關(guān)管理辦法和規(guī)定，且多由省級氣象相關(guān)部門負責運行管理和技術(shù)支持，縣級氣象部門負責具體工作的開展；在社會認知方面，氣候品質(zhì)認證未融入我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量認證體系，社會參與度、認可度不高，影響業(yè)務的后續(xù)發(fā)展，更影響著消費者對農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認證的有效認知[1]。

2 主要技術(shù)方法

各地根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品實際情況，形成了當?shù)靥厣霓r(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認證的技術(shù)方法。本文將現(xiàn)有的技術(shù)方法總結(jié)歸納為氣候品質(zhì)評價指數(shù)法和氣候品質(zhì)認證評分法兩類，其中以《農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認證技術(shù)規(guī)范》最為規(guī)范和標準。

2.1 氣候品質(zhì)評價指數(shù)法

此方法為《農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認證技術(shù)規(guī)范》中的評價方法，通過獲取農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)數(shù)據(jù)，分析農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的生理生化指標、外觀指標和同期氣象數(shù)據(jù)，篩選出影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵氣象因子，確定氣候品質(zhì)指標，對篩選出的氣候品質(zhì)指標進行等級劃分和賦值，最后采用加權(quán)求和法建立氣候品質(zhì)評價指數(shù)模型。依據(jù)氣候品質(zhì)評價指數(shù)將農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)等級劃分為特優(yōu)、優(yōu)、良、一般四級[8]。

式中：IACQ—氣候品質(zhì)評價指數(shù)；n—氣候品質(zhì)指標的個數(shù)；ai—第i個氣候品質(zhì)指標的權(quán)重系數(shù)；Mi—影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的第i個氣候品質(zhì)指標。

金志鳳等[9]采用此方法對2013年不同生長期茶葉品質(zhì)等級進行評價，篩選出分別代表熱量、水分和光照條件的氣候品質(zhì)指標，即鮮葉采收前15 d平均氣溫、平均濕度和日照時數(shù)，將茶葉氣候品質(zhì)評價標準劃分為4個等級，最終結(jié)果表明，氣候品質(zhì)等級評價與茶葉實際生產(chǎn)基本一致。除氣候條件外，茶葉品質(zhì)還受地形、土壤等環(huán)境因素的影響，因此，茶葉氣候品質(zhì)評價指標和評價模型還需要在實際應用中不斷修正和完善。劉璐等[10]采用多元逐步回歸法建立蘋果單項氣候品質(zhì)指標模型，再以果品氣候品質(zhì)分級指標為基礎建立氣候品質(zhì)評價指數(shù)模型，在技術(shù)思路上對茶葉氣候品質(zhì)評價模型進行了較好的承接與應用，但與前人建立的多因子回歸模型結(jié)果有較大差異，可通過資料積累將模型進行優(yōu)化修正。李德等[11]將山酥梨氣候品質(zhì)的7個外觀氣候品質(zhì)和3個內(nèi)在氣候品質(zhì)指數(shù)加權(quán)之和的綜合指數(shù)進行表征，各品質(zhì)因素由相應關(guān)鍵氣象因子構(gòu)建的量化模型來表達，是對以往揭示氣象因子單一或多個品質(zhì)因素之間關(guān)系工作的承接和創(chuàng)新。武強等[12]基于氣候品質(zhì)評價方法定量評估氣候品質(zhì)等級，得到巴南銀針春茶多年平均氣候品質(zhì)等級為2級及以上，揭示了重慶巴南銀針茶葉產(chǎn)區(qū)茶樹生產(chǎn)的氣候優(yōu)勢。陳惠等[13]基于福建、廣東青棗主產(chǎn)區(qū)鮮果品質(zhì)將等級評價標準定量化，評價模型可定量反映氣候條件對青棗品質(zhì)的影響，并對其進行驗證和應用，提高了評價的準確性，但土壤、管理措施等環(huán)境因素對青棗品質(zhì)也有重要影響，而此方法未考慮管理技術(shù)水平及土壤差異，在應用模型時需根據(jù)實際情況進行適當修正。

農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)受氣候條件、土壤地質(zhì)、生產(chǎn)管理等多種因素影響，僅從種植期間的氣候條件進行分析存在一定局限性，但在土壤地質(zhì)、生產(chǎn)管理等資料不易獲取的條件下，此方法相對科學、簡便。在不斷應用和驗證模型的過程中，可獲取并積累土壤質(zhì)地、生產(chǎn)管理等資料，分析其對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響，并將其用入模型的修正改進。

2.2 氣候品質(zhì)認證評分法

氣候品質(zhì)認證評分法為綜合考慮立地條件（X1）、生長氣象條件（X2）和生產(chǎn)管理（X3）等三大部分建立的評價模型。立地條件主要包括種植地氣候、地貌、土壤條件等外部因子；生長氣象條件包括氣候適宜性（α）和氣象災害對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響（β）兩部分；生產(chǎn)管理包括生產(chǎn)技術(shù)標準化規(guī)范（γ1）、抽樣調(diào)查結(jié)果（γ2）等[14]。

式中：a1、a2、a3，bi，ci，d1、d2分別為立地條件、生長氣象條件、生產(chǎn)管理，第i個氣象要素，第i個氣象災害，生產(chǎn)技術(shù)標準化規(guī)范、抽樣調(diào)查結(jié)果的權(quán)重系數(shù)；m、n分別為氣象要素、氣象災害的個數(shù)。

張和穩(wěn)等[15]通過分析氣候資源和氣象災害對百色芒果生長的影響，建立氣候品質(zhì)認證評分公式，實際認證結(jié)論與實地取樣、果實品質(zhì)測定結(jié)果一致，但用于分析指標及權(quán)重的數(shù)據(jù)資料有限，需進一步積累品質(zhì)數(shù)據(jù)進行驗證、訂正和完善。胡春麗等[16]綜合考慮小梁山西瓜生產(chǎn)和品質(zhì)的生態(tài)適宜性及生育期氣候影響因素，建立了氣候品質(zhì)評價模型，不僅分不同發(fā)育期評價了氣候資源對西瓜品質(zhì)的影響，同時將氣象災害納入模型中，客觀地反映了氣象條件對西瓜品質(zhì)的影響，因缺乏西瓜品質(zhì)歷史數(shù)據(jù)，尚未建立西瓜品質(zhì)與氣象要素的定量化關(guān)系。王瑩等[17]通過氣候適宜性、生長期氣候條件、田間管理水平3個方面構(gòu)建氣候品質(zhì)評價模型，對遼寧省大櫻桃進行分區(qū)評價，評價結(jié)果與大櫻桃生產(chǎn)實際基本一致，但仍需根據(jù)實際生產(chǎn)對影響因子進一步完善，使認證更趨科學合理。

氣候品質(zhì)認證評分法涉及的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)相關(guān)影響因素呈多元化，分析更為全面，但計算與應用過程較為繁瑣復雜，尚未制定統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范和標準，且各類因子的確定多為專家打分法，主觀因素影響較大，導致各地結(jié)果存在較大差異。此方法可結(jié)合相關(guān)性分析等方法篩選關(guān)鍵氣象要素、氣象災害等因子并確定評分標準，提高模型的準確性。

3 氣候品質(zhì)認證服務效益

氣候品質(zhì)認證工作開展以來，各種植基地和農(nóng)戶增收明顯，已產(chǎn)生可觀的效益。在已經(jīng)開展的氣候品質(zhì)認證工作中，浙江省2012—2014年3年來完成了15種農(nóng)產(chǎn)品的氣候品質(zhì)論證報告，共發(fā)放認證標識近90萬枚，大大增加了經(jīng)濟效益和社會效益。2013年安吉縣大山塢茶場增加收益20萬元，建德市乾潭紅地球葡萄園增加收益 20萬元。據(jù)統(tǒng)計和申報大戶的信息反饋，氣候品質(zhì)認證使農(nóng)產(chǎn)品附加值平均提高 10%，3年累計農(nóng)業(yè)增效 3 000萬元[3]；2015年貴州省示范園區(qū)藍莓平均售價提高了4元/kg[14]。

開展農(nóng)產(chǎn)品氣候品質(zhì)認證，使種植戶對氣候與農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)之間的關(guān)系有更深的了解，有利于在今后生產(chǎn)管理中提前應對不利天氣，引導農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、增加經(jīng)濟效益。為進一步提高氣候品質(zhì)認證服務效益，可實時跟蹤農(nóng)作物生長條件，同步計算氣候品質(zhì)認證模型，根據(jù)計算結(jié)果合理調(diào)控氣象條件，并做好農(nóng)業(yè)氣象災害預報預警，提前做好氣象災害防范工作，有助于農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)提升；此外，加大宣傳推廣，提高氣候品質(zhì)認證的知名度和認可度，以此增加售價與銷售總量，進而提高效益。

4 工作開展中存在的問題與建議

隨著各地氣候品質(zhì)認證工作的開展，認證知名度不斷提高，政府部門廣泛關(guān)注，但仍存在以下問題尚需改進。

4.1 品質(zhì)數(shù)據(jù)資料有限

大部分農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)跟蹤監(jiān)測資料較少，缺乏長時間序列的品質(zhì)資料。付芳婧等[14]對藍莓開展氣候品質(zhì)認證時，僅應用2014年8月花芽分化期到2015年7月果實生長期一次生長季數(shù)據(jù)，未進行模型驗證與更正，無法確保模型的可重復性和精準度；武強等[12]利用2009—2019年共11年氣象資料開展氣候品質(zhì)認證，但品質(zhì)成分跟蹤監(jiān)測資料有限，不利于影響機制的深入研究；陳惠等[13]因青棗品質(zhì)資料有限，未能開展品質(zhì)與氣象災害的相關(guān)性研究，評價模型也未將氣象災害納入其中，影響了模型的準確性。因此在分析氣候條件對品質(zhì)的影響時，可與當?shù)匮芯吭夯蚍N植基地建立長效合作機制，持續(xù)積累品質(zhì)資料，并在初步建立模型后再次進行應用驗證分析，不斷完善模型，提高品質(zhì)評價技術(shù)的精細化、精準度和科學性。

4.2 人才、資金保障不足

縣級氣象部門是與農(nóng)產(chǎn)品種植戶聯(lián)系最為密切的部門，但農(nóng)業(yè)氣象專業(yè)人員欠缺，難以開展科學研究[18]；同時缺乏長效的經(jīng)費來源，專家指導、技術(shù)研究難以持續(xù)推進。應建立省市縣氣象部門暢通的溝通機制、與農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、林業(yè)局等部門的常態(tài)化合作機制，在專業(yè)指導下開展相關(guān)研究，并以省市級項目為支撐提供資金保障。

4.3 認證知名度不高

氣候品質(zhì)認證仍處于探索發(fā)展階段，尚未融入我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量認證體系，在品牌宣傳和推廣方面有所欠缺[19]。應建立國家-省-市-縣自上而下的統(tǒng)一管理機制，充分利用電視、廣播、微信、網(wǎng)絡等融媒體平臺，采取線上線下多種形式的全方位宣傳，提高氣候品質(zhì)認證的知名度和社會認可度。