農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)在興和縣設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用研究

摘 要：設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)是將氣象監(jiān)測、前置預(yù)警、氣象分析等結(jié)合起來為設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展提供強(qiáng)有力的保障。為確保設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，結(jié)合農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)及興和縣設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，重點(diǎn)分析農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)在興和縣設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，并給出提高設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)水平的相關(guān)對策，供同行進(jìn)行參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)；氣象數(shù)據(jù)；興和縣；設(shè)施農(nóng)業(yè)；應(yīng)用研究

中圖分類號：S16 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）11–0-03

設(shè)施農(nóng)業(yè)是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展領(lǐng)域的重要組成部分之一，涵蓋了設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑、機(jī)械化控制技術(shù)、育種技術(shù)、栽培技術(shù)、科學(xué)化管理等多領(lǐng)域。設(shè)施農(nóng)業(yè)是具有現(xiàn)代化水平的種植模式，結(jié)合專門的保溫、降溫等設(shè)施設(shè)備，并借助人為方式營造小氣候環(huán)境，確保種植區(qū)的氣候條件符合不同種類農(nóng)作物生長發(fā)育。

興和縣位于北緯黃金種植地帶，適宜無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)。近年來，在政府部門的帶領(lǐng)下，興和縣以本地氣候資源為依托，積極發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，引導(dǎo)當(dāng)?shù)胤N植戶開展標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)施生產(chǎn)及規(guī)模化經(jīng)營，通過引進(jìn)新技術(shù)和新品種，加快全縣綠色生產(chǎn)種植基地建設(shè)。全縣蔬菜種植面積穩(wěn)定在10萬多畝，主要種植菠菜、芹菜、蔥頭、白蘿卜等10多個(gè)品種的蔬菜，產(chǎn)量達(dá)40萬t，

產(chǎn)值達(dá)4.8億元，每年約有8.83萬t蔬菜銷往北京市場，現(xiàn)有日光溫室445棟，鋼架大棚195棟。設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)科技含量較高，機(jī)械化水平高，有利于提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，延長生長季節(jié)和實(shí)行反季節(jié)生產(chǎn)，降低傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)季節(jié)性生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)和增加市場競爭力，從而提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)的效益，已成為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展中的重要發(fā)展方式和促進(jìn)種植戶共同富裕的主要途徑之一。設(shè)施農(nóng)業(yè)受氣候因素影響較大，氣象要素對設(shè)施農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)增收起著決定性作用。為了將不利天氣對設(shè)施農(nóng)業(yè)的危害降到最低，需加大研究農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)在興和縣設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，為興和縣設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)保駕護(hù)航。

1 農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)概述

1.1 農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)定義

農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)屬于綜合性氣象服務(wù)，將氣象技術(shù)手段與科學(xué)原理進(jìn)行結(jié)合，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供氣象信息、預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和專業(yè)化指導(dǎo)，協(xié)助種植戶作出科學(xué)決策，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，將災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)降到最低。農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)主要包括收集、處理與分析氣象資料，氣象預(yù)報(bào)預(yù)警以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)指導(dǎo)。收集、處理與分析氣象資料則是農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的核心，通過氣象臺站和衛(wèi)星遙感等方法采集溫、濕、雨等氣象資料；研究風(fēng)速、光照等氣象參數(shù)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供基本支撐。通過分析這些氣象資料，總結(jié)氣象要素在時(shí)間、空間上的變異特征及潛在致災(zāi)性，將氣象模式與預(yù)測方法進(jìn)行結(jié)合來預(yù)警未來天氣變化，為種植戶制訂合理的種植、灌溉、施肥等管理方案。

1.2 農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的發(fā)展歷程

農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的發(fā)展過程可以追溯到20世紀(jì)初，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)多通過氣象觀測站，獲取天氣信息和預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)。隨著氣象科技發(fā)展成熟，尤其是衛(wèi)星遙感、氣象模型及信息技術(shù)等的應(yīng)用，氣象服務(wù)質(zhì)量顯著提升?，F(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)已成為天氣觀測、數(shù)據(jù)處理、預(yù)報(bào)、技術(shù)指導(dǎo)和信息傳播的綜合系統(tǒng)，能為種植戶提供個(gè)性化和準(zhǔn)確化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)[1]。

1.3 農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)技術(shù)手段

1.3.1 衛(wèi)星遙感技術(shù)

衛(wèi)星遙感技術(shù)可實(shí)現(xiàn)大范圍、全天候、高時(shí)空分辨率的地球表面觀測，提供多種氣象要素?cái)?shù)據(jù)。在衛(wèi)星遙感技術(shù)的作用下可獲取溫度、濕度、降水、云量、植被指數(shù)等信息，為農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)提供全面的數(shù)據(jù)支持。

1.3.2 氣象傳感器技術(shù)

氣象傳感器技術(shù)就是將傳感器安裝到地面、氣象站、無人機(jī)等平臺上，實(shí)時(shí)監(jiān)控大氣溫度、濕度、風(fēng)速等氣象要素，之后向中央服務(wù)器上傳采集到的數(shù)據(jù)信息，及時(shí)進(jìn)行處理、分析。該技術(shù)手段可將高時(shí)空分辨率的氣象資料提供給種植戶，為種植戶提供具有個(gè)性化特征的氣象服務(wù)。

1.3.3 大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)

利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)處理氣象要素?cái)?shù)據(jù)信息是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢。構(gòu)建氣象大數(shù)據(jù)平臺和智能化決策體系，可為種植戶提供精準(zhǔn)度高的天氣預(yù)報(bào)和生產(chǎn)指導(dǎo)，輔助種植戶做出科學(xué)決策。

1.3.4 數(shù)值模擬與預(yù)報(bào)系統(tǒng)

數(shù)值模擬與預(yù)報(bào)系統(tǒng)利用物理模型和計(jì)算機(jī)算法，對大氣環(huán)流、云量、降水等氣象過程進(jìn)行模擬與預(yù)測的方法。該方法可為種植戶提供多種類型的氣象服務(wù)，如從短期天氣預(yù)報(bào)到長期氣候趨勢預(yù)測。

1.3.5 移動應(yīng)用與決策支持系統(tǒng)

移動應(yīng)用與決策支持系統(tǒng)將氣象數(shù)據(jù)和預(yù)報(bào)結(jié)果以直觀、易用的方式展現(xiàn)在種植戶的移動設(shè)備上，如智能手機(jī)、平板電腦等。種植戶可在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)獲得氣象、預(yù)警通知等多種信息，這些信息可為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)與決策支持。

2 興和縣設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

興和縣設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展時(shí)間較早，2005年之前，為了確保冬季吃上新鮮蔬菜，興和縣民族團(tuán)結(jié)鄉(xiāng)的種植戶借助日光溫室大棚、塑料大棚等設(shè)施在冬季種植西紅柿、黃瓜等多種蔬菜。經(jīng)過多年發(fā)展，自2009年后，興和縣農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，加上支農(nóng)惠農(nóng)政策的扶持，全縣設(shè)施農(nóng)業(yè)得到發(fā)展，規(guī)模不斷擴(kuò)大。截至2023年底，興和縣種植業(yè)設(shè)施不斷擴(kuò)大，2024年新建大量塑料大棚，現(xiàn)已全部投入生產(chǎn)。種植品種主要是各種蔬菜和葡萄、櫻桃、草莓等。2024年興和縣繼續(xù)擴(kuò)大設(shè)施種植業(yè)面積，引進(jìn)江蘇德利爾現(xiàn)代農(nóng)業(yè)集團(tuán)有限公司，建設(shè)98個(gè)溫棚、2個(gè)玻璃日光溫室大棚；建成店子鎮(zhèn)溪灣農(nóng)牧業(yè)種植專業(yè)合作社鋼架大棚50座。

3 農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 科學(xué)選擇種植時(shí)間

農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)將氣象數(shù)據(jù)信息提供給種植戶，使其了解區(qū)域內(nèi)未來氣候變化情況，對設(shè)施農(nóng)業(yè)種植時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，或?qū)λ芰洗笈锖蜏厥覂?nèi)的溫度、濕度等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行調(diào)整，將更為優(yōu)質(zhì)的環(huán)境提供給設(shè)施作物[2]。因此，興和縣氣象部門通過為種植戶提供精準(zhǔn)度高、及時(shí)性強(qiáng)的農(nóng)業(yè)氣象信息，可確保種植戶對種植時(shí)間及時(shí)調(diào)整，不僅可降低災(zāi)害性天氣對設(shè)施農(nóng)業(yè)的危害，還能減少經(jīng)濟(jì)損失。農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)能夠?yàn)樵O(shè)施作物科學(xué)選擇種植時(shí)間提供有價(jià)值的參考依據(jù)，種植戶可根據(jù)興和縣氣象部門推送的農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)，如農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)專報(bào)、農(nóng)業(yè)氣象旬月報(bào)等，從而選擇合適的時(shí)間種植設(shè)施作物，減少不利氣候條件帶來的負(fù)面影響，提高設(shè)施作物成活率。

3.2 調(diào)控棚內(nèi)溫度

溫度與設(shè)施作物健康生長有著密切關(guān)系，種植戶必須對大棚內(nèi)部的溫度進(jìn)行合理控制。不同地區(qū)的晝夜溫差有較大差異，通常情況下，溫差過大會影響設(shè)施作物品質(zhì)。種植戶需要及時(shí)了解氣溫變化，合理調(diào)節(jié)大棚內(nèi)部溫度，使溫度保持穩(wěn)定。興和縣夏季期間，白天棚內(nèi)溫度會迅速升高，一旦溫度過高，部分設(shè)施作物會快速萎蔫，進(jìn)而影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，種植戶應(yīng)結(jié)合氣象服務(wù)了解一段時(shí)間內(nèi)的天氣、氣候變化，并將隔熱膜、塑料膜和通風(fēng)口及時(shí)打開，快速降低棚內(nèi)溫度，將高溫對設(shè)施作物的影響降到最低。夜間溫度下降時(shí)打開隔熱膜，保存棚內(nèi)熱量。冬季溫度較低，可結(jié)合設(shè)施作物生長需求將暖光燈打開，提升棚內(nèi)溫度，為設(shè)施作物生長提供良好的生長環(huán)境，確保設(shè)施作物高產(chǎn)豐收[3]。

3.3 合理悶棚

設(shè)施作物種植中，大棚內(nèi)部土壤會累積有害細(xì)菌和病毒，必須及時(shí)處理，一旦有害細(xì)菌和病毒達(dá)到一定程度，會引發(fā)嚴(yán)重的病蟲害，影響作物生長。噴灑農(nóng)藥是清理土壤有害物質(zhì)的傳統(tǒng)方式，但過度使用農(nóng)藥，一方面會對環(huán)境產(chǎn)生破壞，使蔬菜有農(nóng)藥殘留，與綠色健康農(nóng)作物相違背，威脅食品安全；另一方面，土壤中有害細(xì)菌和病毒出現(xiàn)變異后，耐藥性會增強(qiáng)，不利于后續(xù)治理。

興和縣氣象部門可向種植戶提供及時(shí)、精準(zhǔn)的氣象數(shù)據(jù)信息，讓種植戶在合適的氣象條件下悶棚。通過高溫悶棚的方式處理土壤中的有害細(xì)菌和病毒，避免使用農(nóng)藥帶來的環(huán)境污染和食品安全問題。實(shí)施高溫悶棚需要棚內(nèi)溫度達(dá)到70 ℃ ，種植戶需結(jié)合地方氣象服務(wù)信息，在高溫晴朗天氣下實(shí)施悶棚，清除土壤內(nèi)有害細(xì)菌和病毒。悶棚完成后，需做好降溫處理，避免高溫中暑。

4 提高設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)水平對策

4.1 增強(qiáng)種植戶防災(zāi)減災(zāi)意識

興和縣氣象部門應(yīng)對種植戶加強(qiáng)氣象防災(zāi)減災(zāi)培訓(xùn)，以提升自身的防災(zāi)減災(zāi)意識。在面對自然災(zāi)害時(shí)，種植戶具備必要的災(zāi)害防御知識和技能十分重要，有助于降低災(zāi)害性天氣對設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和種植戶生活的不利影響。

首先，培訓(xùn)計(jì)劃需重點(diǎn)關(guān)注種植戶對不同類型氣象災(zāi)害的認(rèn)知和理解。提供詳盡的氣象災(zāi)害知識，確保種植戶結(jié)合氣象預(yù)警信息進(jìn)行判斷和應(yīng)對，方便種植戶在災(zāi)害性天氣到來之前及時(shí)采取措施，保護(hù)農(nóng)作物和農(nóng)田。

其次，培訓(xùn)過程中重點(diǎn)解讀災(zāi)害預(yù)警信息，使種植戶熟練掌握如何準(zhǔn)確理解和應(yīng)用氣象預(yù)警信息，從而采取針對性強(qiáng)的災(zāi)害防范措施。再次，培訓(xùn)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)種植戶的災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)能力。種植戶需要學(xué)習(xí)在災(zāi)害來臨時(shí)如何迅速做出反應(yīng)，并采取緊急措施保護(hù)自身生命財(cái)產(chǎn)安全。應(yīng)急響應(yīng)應(yīng)包含制定疏散路線、儲備和運(yùn)用緊急物資、實(shí)施安全避險(xiǎn)措施等。

最后，鼓勵種植戶參與社區(qū)及合作社組織的災(zāi)害防御工作。組織種植戶參與災(zāi)害防范演練、模擬演習(xí)和實(shí)地考察，使種植戶與專業(yè)機(jī)構(gòu)和救援隊(duì)伍建立密切聯(lián)系，通過農(nóng)業(yè)合作社、種植戶專業(yè)合作社等渠道共同開展災(zāi)害防范工作，共享資源、經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，提高設(shè)施農(nóng)業(yè)對災(zāi)害性天氣的應(yīng)對能力。

4.2 健全氣象信息服務(wù)體系

為促進(jìn)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展，加大資金投入，引入和更新設(shè)備，健全氣象信息服務(wù)體系，是協(xié)助種植戶開展設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的必要措施。農(nóng)業(yè)氣象公共服務(wù)體系建設(shè)同農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系較為密切，興和縣氣象部門需選擇科學(xué)有效的方法制訂出完善的戰(zhàn)略規(guī)劃，確保農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)質(zhì)量大幅度提升。采取科學(xué)有效的方法不斷完善同農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)有關(guān)的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)氣象評估系統(tǒng)等，提高氣象災(zāi)害預(yù)測監(jiān)測水平，加大氣象觀測網(wǎng)站投資力度。健全農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)體系，拓寬農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)領(lǐng)域，使氣象信息在各個(gè)平臺中傳播通暢，避免出現(xiàn)農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)信息發(fā)布的“最后一公里”問題。

4.3 開發(fā)智能監(jiān)控技術(shù)

首先，加大投入。搭建功能設(shè)施完善的農(nóng)業(yè)氣象觀測站，有效監(jiān)控災(zāi)情信息，為農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)起到預(yù)警作用[4]。例如，在興和縣設(shè)施農(nóng)業(yè)種植區(qū)內(nèi)，需要?dú)庀蟛块T對設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)不斷進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)優(yōu)化農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)能力。

其次，結(jié)合農(nóng)業(yè)氣象觀測站服務(wù)能力和范圍進(jìn)行合理布設(shè)，積極開發(fā)具有先進(jìn)水平的智能監(jiān)控技術(shù)，以實(shí)時(shí)監(jiān)控氣候變化及設(shè)施作物生長發(fā)育情況。通過智能監(jiān)控設(shè)備采集氣象信息，并及時(shí)傳回到平臺，技術(shù)人員在收集整理災(zāi)情數(shù)據(jù)后，可借助氣象預(yù)報(bào)的方式進(jìn)行傳播，將精準(zhǔn)度高的氣象信息傳遞到種植戶手中，使其提前預(yù)防，將不利氣候條件對設(shè)施農(nóng)業(yè)的危害降到最低[5]。定期總結(jié)監(jiān)控報(bào)告信息，對監(jiān)控技術(shù)持續(xù)優(yōu)化，確保監(jiān)控質(zhì)量，加快設(shè)施農(nóng)業(yè)健康發(fā)展。設(shè)施農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化水平更高，對氣象服務(wù)質(zhì)量的要求也更加嚴(yán)格。將不同類型的氣象觀測站應(yīng)用到設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可凸顯災(zāi)情監(jiān)控的智能化特征，進(jìn)而保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

最后，結(jié)合農(nóng)業(yè)氣象周報(bào)信息，總結(jié)農(nóng)作物生長發(fā)育監(jiān)測情況，而技術(shù)人員可根據(jù)監(jiān)測信息開發(fā)出設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品，為防災(zāi)減災(zāi)工作的開展提供

保障[6]。

4.4 提高氣象預(yù)警水平

興和縣氣象部門在農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)中需嚴(yán)格根據(jù)設(shè)施農(nóng)業(yè)實(shí)際需求不斷提高氣象預(yù)警水平，優(yōu)化農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)模式，保證氣象服務(wù)方案滿足種植戶需求。每年夏季，興和縣干旱、高溫、大風(fēng)、冰雹等災(zāi)害性天氣頻繁出現(xiàn)，嚴(yán)重影響蔬菜生產(chǎn)供應(yīng)。在災(zāi)害性天氣出現(xiàn)前，需要?dú)庀蟛块T及時(shí)采取有效措施，降低自然災(zāi)害對設(shè)施農(nóng)業(yè)的危害。興和縣氣象部門還需根據(jù)地方指導(dǎo)意見和有關(guān)規(guī)定，明確農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)內(nèi)容，利用小氣候監(jiān)測站及時(shí)獲取監(jiān)測點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)信息，利用設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境預(yù)報(bào)模型給出大棚、溫室內(nèi)的每小時(shí)精細(xì)化預(yù)報(bào)，為種植戶科學(xué)精準(zhǔn)調(diào)控大棚和溫室內(nèi)的氣象環(huán)境提供參考。還可以結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、“云+端”等技術(shù)為地方種植戶提供一體化的氣象服務(wù)模式，即智能監(jiān)測+精準(zhǔn)預(yù)報(bào)+定制化服務(wù)，不僅能夠提高預(yù)警水平，還能開啟定制化、差異化服務(wù)模式，凸顯設(shè)施氣象服務(wù)的個(gè)性化特征[7]。

參考文獻(xiàn)

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