新階段農(nóng)業(yè)氣象學(xué)發(fā)展面臨的形勢與研究展望

摘 要：面對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智慧化、糧食安全、氣候變化及可持續(xù)發(fā)展等新趨勢，建立氣候因子與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之間的量化關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對氣候資源的科學(xué)開發(fā)與利用，是當(dāng)前農(nóng)業(yè)氣象亟待解決的問題?；诖耍治隽诵码A段農(nóng)業(yè)氣象學(xué)發(fā)展面臨的形勢，探討了新階段農(nóng)業(yè)氣象的重要任務(wù)，以期提升農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的準(zhǔn)確性和有效性，為新時期農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的發(fā)展提供有力支撐。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)氣象學(xué)；智慧農(nóng)業(yè)；氣候變化；糧食安全

中圖分類號：S16 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）08–00-03

作為農(nóng)業(yè)大國，推動中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程是我國未來一段時期內(nèi)的重要課題，也是農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個新階段。農(nóng)業(yè)氣象是我國農(nóng)業(yè)科學(xué)研究中的一個熱點(diǎn)問題。但在新時期，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)格局和生態(tài)環(huán)境的演化，以及現(xiàn)代信息和生物技術(shù)的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)氣象工作面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[1-4]?；诖?，通過分析新階段農(nóng)業(yè)氣象學(xué)發(fā)展面臨的形勢，探討新階段農(nóng)業(yè)氣象的重要任務(wù)，以期提升農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的準(zhǔn)確性和有效性，提高我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，為新時期農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的發(fā)展提供有力支撐。

1 新階段農(nóng)業(yè)氣象學(xué)發(fā)展面臨的形勢

1.1 氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的挑戰(zhàn)

近年來，全球氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)構(gòu)成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。由于全球氣候變暖，降水格局發(fā)生變化，極端氣候事件頻發(fā)，嚴(yán)重影響了作物的生長發(fā)育及其產(chǎn)量和品質(zhì)。

氣候變化是影響農(nóng)業(yè)產(chǎn)量最直接的因素。干旱造成土壤缺水，作物得不到必需的水供應(yīng)，限制了作物的生長，使其減產(chǎn)；洪水會造成耕地泛濫，作物受到損害，甚至顆粒無收；暴風(fēng)雨天氣會摧毀作物的生長構(gòu)造，阻礙作物的生長進(jìn)程。

同時，氣候變化不但會影響糧食生產(chǎn)，而且會給農(nóng)戶帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。氣候的變遷也會影響作物的成長循環(huán)及其種植構(gòu)造。由于氣候變暖，作物的生長期會有所改變，從而使作物提前或延遲成熟。這將導(dǎo)致種植格局與市場需求發(fā)生矛盾，進(jìn)而影響農(nóng)戶增收。

此外，氣候變化也會影響部分區(qū)域的種植格局。例如，由于氣候的改變，一些作物可能不適于生長，此時農(nóng)戶必須改變種植方式；全球變暖也會引起海平面升高，從而對沿岸的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的沖擊。海平面升高會引起海水倒流，從而使沿岸的耕地變得鹽堿化。鹽堿化是導(dǎo)致土壤肥力下降、作物生長發(fā)育減緩、產(chǎn)量下降的主要原因。在極端的條件下，鹽堿化還會阻礙作物生長，從而對農(nóng)業(yè)發(fā)展造成不可挽回的損失。

綜上所述，氣候變化給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了多方面的沖擊，不但影響作物的生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)，而且會給農(nóng)戶帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為此，相關(guān)氣象部門應(yīng)加強(qiáng)氣象監(jiān)測與預(yù)警，農(nóng)戶在此基礎(chǔ)上優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)作物抗逆能力。

1.2 氣候變化對糧食安全的挑戰(zhàn)

2022年，全國糧食生產(chǎn)總量為68 655萬t，且連續(xù)8年糧食生產(chǎn)總量＞65 000萬t[5]。但是，部分農(nóng)產(chǎn)品存在供求缺口，一些食品仍需要從國外進(jìn)口，2022年的總進(jìn)口量為14 687.2萬t。

政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發(fā)布了第六次評估報(bào)告（AR6）第二工作組報(bào)告《氣候變化2022：影響、適應(yīng)和脆弱性》指出，更頻繁的熱浪、干旱和洪水已超過一些動植物的承受極限，導(dǎo)致一些樹木和珊瑚物種大量死亡。例如，氣候變暖導(dǎo)致我國病蟲害發(fā)生區(qū)域向高緯度、高海拔地區(qū)擴(kuò)展，作物發(fā)育期提前、生長周期變短，作物產(chǎn)量和品質(zhì)降低，氣候波動增加，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性越來越高，糧食生產(chǎn)面臨的風(fēng)險(xiǎn)加大。又如，隨著高溫日數(shù)增多，我國華南地區(qū)晚稻增產(chǎn)潛力越來越弱。在晚稻花期遇到高溫天氣，結(jié)實(shí)率出現(xiàn)顯著下降，而且在收獲季節(jié)遇到高溫多雨的天氣就很容易發(fā)生穗發(fā)芽。

同時，極端氣候事件頻繁發(fā)生且難以預(yù)知，農(nóng)戶進(jìn)行精準(zhǔn)種植的難度較大，從而增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的風(fēng)險(xiǎn)與不確定性。此外，全球食品市場因氣候變化而動蕩。例如，部分食品出口國會因?yàn)闅夂蜃兣鴾p少對食品的出口，從而給世界食品市場帶來壓力。這在一定程度上關(guān)系到國家食品進(jìn)口的穩(wěn)定與安全[6]。

1.3 氣候變化帶來的新挑戰(zhàn)

近年來，我國極端天氣頻發(fā)。從《中國氣候變化藍(lán)皮書（2023）》可知，在1961—2022年的60余年間，我國極端氣溫出現(xiàn)頻率明顯上升，但其原因尚不明確[7]。除極端氣溫，暴雨、旱災(zāi)、颶風(fēng)等極端氣候現(xiàn)象也在世界各地頻繁出現(xiàn)，對人類社會及自然生態(tài)環(huán)境造成了極大的威脅。

1.4 國際競爭加劇

隨著氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的日益復(fù)雜和不確定的影響，各國政府、科研機(jī)構(gòu)及私營部門紛紛加大對農(nóng)業(yè)氣象學(xué)研究的支持力度，以期通過科技創(chuàng)新提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力、優(yōu)化資源配置、提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)，進(jìn)而保障糧食安全與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定增長。

在此背景下，中國農(nóng)業(yè)氣象學(xué)面臨著前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。一方面，中國作為農(nóng)業(yè)大國，擁有廣袤的耕地資源、多樣的氣候條件和豐富的農(nóng)作物種類，為農(nóng)業(yè)氣象學(xué)研究提供了豐富的試驗(yàn)田和廣闊的應(yīng)用場景；另一方面，國際競爭的加劇要求中國必須加快農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的發(fā)展步伐，不僅要緊跟國際前沿技術(shù)，還要在關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主創(chuàng)新，形成具有中國特色的農(nóng)業(yè)氣象科技體系。

2 新階段農(nóng)業(yè)氣象的重要任務(wù)

2.1 加強(qiáng)對農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的監(jiān)測、預(yù)警與抗災(zāi)

在新時期，完善氣象基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)十分必要。氣象觀測設(shè)備為氣象資料的采集與處理提供了重要的依據(jù)。引入先進(jìn)的監(jiān)測設(shè)備和技術(shù)，可提高對各類氣象災(zāi)害實(shí)時監(jiān)測和預(yù)測的水平。氣象部門必須強(qiáng)化信息化平臺的建設(shè)，建立一個高效精確的氣象信息平臺，將氣象資料、預(yù)報(bào)結(jié)果、災(zāi)情等信息及時傳達(dá)到農(nóng)戶及有關(guān)部門。同時，通過對氣象資料的深入挖掘和分析，為廣大農(nóng)民提供更加精確和個性化的氣象服務(wù)。

對于氣象災(zāi)害的實(shí)時監(jiān)測與預(yù)警，氣象部門必須綜合利用遙感、雷達(dá)、數(shù)值模擬等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對氣象災(zāi)害的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)與預(yù)警。該系統(tǒng)可對氣象災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)，并通過各種途徑將預(yù)警信息傳遞給農(nóng)戶及有關(guān)部門。在獲得預(yù)警信息后，農(nóng)戶可在較短時間內(nèi)對作物采取有效防治措施，從而避免或減輕災(zāi)害帶來的

損失[8-10]。

除了建立健全氣象基礎(chǔ)設(shè)施和綜合應(yīng)用先進(jìn)監(jiān)測技術(shù)，增強(qiáng)農(nóng)戶防災(zāi)減災(zāi)意識也具有重要意義。氣象部門可派專業(yè)人員為農(nóng)戶進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，使農(nóng)戶在突發(fā)事件中能夠快速、高效地反應(yīng)。此外，要進(jìn)一步健全農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)制度。農(nóng)民投?？梢詼p少因自然災(zāi)害所帶來的經(jīng)濟(jì)損失。相關(guān)部門通過對氣象資料的分析，結(jié)合天氣預(yù)報(bào)的結(jié)果，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的損失進(jìn)行合理的評價，為農(nóng)戶提供更全面、更有效的保障[11-15]。

綜上所述，農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的監(jiān)測、預(yù)警和防災(zāi)減災(zāi)工作是需要政府、科研院所、農(nóng)戶等共同參與的系統(tǒng)工程。通過加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加強(qiáng)信息平臺建設(shè)，提高預(yù)警和恢復(fù)能力，增強(qiáng)應(yīng)急管理和救災(zāi)能力，切實(shí)減少自然災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的沖擊，保護(hù)農(nóng)戶利益，保障我國糧食安全。

2.2 強(qiáng)化農(nóng)業(yè)氣象科技創(chuàng)新

在全球氣候變暖的背景下，干旱、洪澇、鹽堿等極端天氣事件頻發(fā)，對農(nóng)作物的正常生長造成了極大的威脅。因此，培育抗旱、耐澇性和抗鹽性的作物是當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要趨勢。新品種在極端氣候下仍能維持良好的長勢與產(chǎn)量，為農(nóng)戶帶來穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)收入。

除了培育新品種，節(jié)水灌溉技術(shù)也應(yīng)適應(yīng)時代發(fā)展潮流。隨著我國缺水形勢的日益嚴(yán)峻，傳統(tǒng)的灌溉方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求。為了提高水資源的利用率，減少水資源的浪費(fèi)，應(yīng)大力推廣滴灌和噴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)。農(nóng)戶在實(shí)際灌溉中要將氣象資料與預(yù)報(bào)結(jié)果相結(jié)合，進(jìn)行適時、適量的灌水，不僅可以保障作物的正常生長，而且可以達(dá)到節(jié)水的目的[16]。

從農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)方面看，產(chǎn)品創(chuàng)新也是農(nóng)業(yè)氣象科技創(chuàng)新的重要一環(huán)。在信息化背景下，氣象部門應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)，對氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行深入地挖掘和分析，為農(nóng)戶提供更加精確和高效的氣象服務(wù)。例如，發(fā)展地理信息服務(wù)，為農(nóng)戶提供天氣預(yù)報(bào)、災(zāi)害預(yù)警、農(nóng)業(yè)咨詢等，使農(nóng)戶能更好地進(jìn)行生產(chǎn)。同時，農(nóng)業(yè)創(chuàng)新研究單位要加強(qiáng)與農(nóng)業(yè)部門的協(xié)作，及時掌握農(nóng)戶的實(shí)際需要，及時發(fā)現(xiàn)問題，為農(nóng)戶提供更多的實(shí)用技術(shù)。此外，農(nóng)戶應(yīng)積極地參與農(nóng)業(yè)氣象科技的改革，不斷地學(xué)習(xí)、掌握新的技術(shù)、新品種，以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，提高抗災(zāi)能力。

綜上所述，開展農(nóng)業(yè)氣象科技的研究，是應(yīng)對氣候變化、確保國家糧食安全和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)72kBA3fsRb217oSpG2x/PwhIj8AnM+CJ5Mys2ZV3R0U=可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。研究開發(fā)應(yīng)對氣候變化的農(nóng)業(yè)技術(shù)與品種，推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，創(chuàng)新農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的抗災(zāi)能力和效益，為農(nóng)戶營造更好的生存環(huán)境，提高農(nóng)戶經(jīng)濟(jì)效益[17-19]。

2.3 深化農(nóng)業(yè)氣象理論研究

加強(qiáng)對農(nóng)業(yè)氣象基礎(chǔ)理論的研究是提高農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的精度與效率的重要環(huán)節(jié)。氣象部門應(yīng)加強(qiáng)與國內(nèi)外著名氣象科研單位及專家的交流與合作，學(xué)習(xí)和引進(jìn)先進(jìn)的氣象觀測技術(shù)與資料處理方式，借鑒其成功的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)，以進(jìn)一步提高我國農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的總體水平。

同時，農(nóng)業(yè)氣象學(xué)是一門涉及氣象學(xué)、農(nóng)學(xué)和生態(tài)學(xué)等學(xué)科的綜合性學(xué)科。為此，必須加強(qiáng)多個學(xué)科的交叉，促進(jìn)多個學(xué)科的發(fā)展，建立起完備的農(nóng)業(yè)氣象系統(tǒng)。氣象部門要加大對氣象觀測站、實(shí)驗(yàn)室等學(xué)科基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)力度，為開展農(nóng)業(yè)氣象科研工作提供必要的支撐。

此外，在高等教育中，農(nóng)業(yè)氣象專業(yè)教師要注重對學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，使學(xué)生具備扎實(shí)的專業(yè)知識、實(shí)踐技能和國際視野，從而培養(yǎng)出一批高素質(zhì)的農(nóng)業(yè)氣象專業(yè)人才，為國家農(nóng)業(yè)氣象學(xué)科建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)。

2.4 提高農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的針對性和時效性

提高農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的針對性、時效性，滿足基層服務(wù)對象的特定要求，應(yīng)從以下4個方面著手。

第一，要從實(shí)際出發(fā)，深入理解和把握基層群眾的需要。通過實(shí)地調(diào)研、座談會等形式，氣象部門能夠了解農(nóng)戶對農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的具體要求及意見，以保證農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)真正符合農(nóng)戶的實(shí)際需要。

第二，加強(qiáng)氣象信息系統(tǒng)的研發(fā)和設(shè)計(jì)。氣象部門要根據(jù)不同作物生長期、氣候狀況等開發(fā)氣象信息產(chǎn)品。例如：在水稻種植區(qū)域，可對水稻關(guān)鍵生育期的天氣狀況進(jìn)行預(yù)報(bào)，包括播種、移栽、抽穗、成熟等；在干旱區(qū)，可開發(fā)出集土壤水分和降水預(yù)報(bào)為一體的抗旱氣象服務(wù)產(chǎn)品。為了有效提高農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的時效性，必須強(qiáng)化信息平臺的建設(shè)。建立一個高效穩(wěn)定的信息平臺，使氣象信息能夠在短時間內(nèi)得以發(fā)布、更新。建立手機(jī)客戶端、微信公眾號等網(wǎng)絡(luò)平臺，讓農(nóng)戶隨時隨地都能獲取氣象信息。另外，還可以通過手機(jī)短信等形式，為農(nóng)戶提供個性化的氣象資料，以確保農(nóng)戶及時了解天氣狀況[20]。

第三，加大對農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的宣傳力度。通過舉辦培訓(xùn)班、發(fā)放宣傳資料、開展現(xiàn)場咨詢等方式，加強(qiáng)農(nóng)戶對氣象災(zāi)害的認(rèn)識，增強(qiáng)其防災(zāi)減災(zāi)意識。同時，通過電視、廣播、報(bào)刊等傳播方式，加大對農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的宣傳力度。

第四，優(yōu)化農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)隊(duì)伍建設(shè)。通過培訓(xùn)與交流，提升氣象部門隊(duì)伍的業(yè)務(wù)素養(yǎng)與服務(wù)水準(zhǔn)。此外，要讓氣象專家深入基層，與農(nóng)戶進(jìn)行面對面溝通，

及時掌握農(nóng)戶的需求和問題，為農(nóng)戶提供更為精準(zhǔn)高效的氣象服務(wù)。

綜上所述，要提高農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的針對性、時效性，就必須從基層服務(wù)對象的角度出發(fā)，進(jìn)行系統(tǒng)的氣象信息產(chǎn)品的研發(fā)和設(shè)計(jì)，同時要強(qiáng)化信息平臺的建設(shè)與宣傳，同時還要重視服務(wù)隊(duì)伍的建設(shè)。從而為我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更為有力有效的氣象保障。

3 結(jié)束語

當(dāng)前，農(nóng)業(yè)氣象研究依舊存在氣候變化、農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)能力亟待提高和科研經(jīng)費(fèi)短缺等問題。未來，氣象部門應(yīng)提高農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警和防災(zāi)能力，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)氣象科學(xué)研究，提高農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的時效性和針對性，以期提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，為新時期農(nóng)業(yè)氣象學(xué)發(fā)展提供有力支撐。

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