內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市氣象局 王英琦

前言

氣候變化影響設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展，一旦遇到突發(fā)性氣候變化，容易帶來嚴重損失。農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)利用其地理信息技術(shù)、遙感技術(shù)等，為設(shè)施農(nóng)業(yè)的農(nóng)戶提供快速、準確度高的氣候變化信息，讓農(nóng)戶了解未來一段時間內(nèi)的氣候變化情況，為農(nóng)戶做好天氣變化的預防措施提供時間，保障設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的溫度、濕度恒定，為農(nóng)戶的經(jīng)濟收入以及設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持與保障。

1 農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應用

1.1 選擇合適的種植與管理時機，提高設(shè)施農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益

設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展有利于反季節(jié)農(nóng)作物的種植，以蔬菜種植為例，反季節(jié)種植能夠讓蔬菜在節(jié)假日期間上市，與常規(guī)大批新鮮蔬菜的上市時間錯開，有利于搶占市場主體位置，為農(nóng)民帶來可觀經(jīng)濟收入。反季節(jié)農(nóng)作物種植除了需要考慮到保溫膜質(zhì)量等基礎(chǔ)設(shè)施是否滿足要求，氣候問題為重點考慮內(nèi)容，原因在于，大棚內(nèi)的溫度、濕度等因素的把控與調(diào)節(jié)需要根據(jù)外部氣候變化而采取相應措施，保障大棚內(nèi)溫度、濕度穩(wěn)定。設(shè)施農(nóng)業(yè)已經(jīng)具備相應的保溫、遮光等設(shè)施，為大棚內(nèi)部的溫度、濕度調(diào)控提供支持，為了進一步控制大棚內(nèi)溫度、濕度合理，提高農(nóng)作物發(fā)芽率與成活率，利用雷達設(shè)施監(jiān)測區(qū)域內(nèi)氣象變化，利用農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)中的遙感技術(shù)與計算機技術(shù)等進行氣候變化預測與預報，如預報具體的傍晚日落時間、太陽下山前后的溫差等，為農(nóng)戶的農(nóng)作物種植、保溫與遮光設(shè)施的運行等提供更加科學的信息參考。

由于反季節(jié)農(nóng)作物種植容易受到溫度變化的影響，且農(nóng)作物生長期間的不同階段需要大棚內(nèi)保持其各個階段不同的溫度與濕度需求，利用農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)向農(nóng)戶提供區(qū)域內(nèi)、接下來一段時間內(nèi)的平均氣溫、最高與最低氣溫、風力、風向等，農(nóng)戶可以根據(jù)以上信息合理把控大棚的通風時間以及通風時長，讓大棚內(nèi)溫度滿足反季節(jié)農(nóng)作物播種時期以及后期生長時期的氣候要求，保障其品質(zhì)，提高反季節(jié)農(nóng)作物種植的經(jīng)濟效益[1]。

1.2 為農(nóng)戶提供氣象災害預報服務，有效防御氣象災害問題

暴雨、大風等天氣嚴重影響設(shè)施農(nóng)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展，尤其是突發(fā)、猛烈的惡劣天氣，以夏季午間強降雨為例，這一期間內(nèi)，大棚處于通風時期，塑料膜底部掀起，棚內(nèi)外溫度、濕度差距不大，棚內(nèi)不會出現(xiàn)大幅度的溫度下降，而午間強降雨的突然出現(xiàn)，室外溫度大幅下降，且伴隨具有一定強度的風，農(nóng)戶并不能保障立即將塑料膜全部放下，因此，在這一時期內(nèi)，棚內(nèi)溫度大幅下滑，濕度、溫度均出現(xiàn)變化，棚內(nèi)農(nóng)作物在突然的氣候變化影響下，容易出現(xiàn)較為明顯的長勢不足現(xiàn)象，影響其果實品質(zhì)[2]。

利用農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)向農(nóng)戶預報未來一段期間內(nèi)可能出現(xiàn)的氣候變化，讓農(nóng)戶提前做好防護措施，農(nóng)戶們注意觀察氣候變化這一期間內(nèi)棚內(nèi)溫度的變化，采取棚內(nèi)增溫、覆蓋草簾等預防措施，降低室外氣候變化對棚內(nèi)整體生態(tài)環(huán)境的影響，避免對設(shè)施農(nóng)業(yè)正常生產(chǎn)的影響，為農(nóng)戶的經(jīng)濟收入，設(shè)施農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供保障。例如，藍莓種植怕澇，江西省2023 年2、3 月份的連陰雨天氣導致藍莓基地嚴重積水，而在這之前，氣象部門建議農(nóng)戶起壟達10cm 以上，并提供天氣預報和技術(shù)指導，農(nóng)戶們及時排水，才避免造成損失。

利用農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)對出現(xiàn)的病蟲害問題進行分析與預測，建立減少病蟲害問題的環(huán)境控制過程以及病蟲害出現(xiàn)的預警系統(tǒng)。以大櫻桃栽植為例，該信息技術(shù)預測并分析未來一段時間內(nèi)的氣候變化以及土壤墑情，農(nóng)業(yè)技術(shù)人員利用監(jiān)測到數(shù)據(jù)分析未來一段時間內(nèi)的土壤環(huán)境變化等，制定詳細的病蟲害預防措施并要求農(nóng)戶貫徹落實，這一方式有效降低了大櫻桃栽植過程中出現(xiàn)病蟲害問題的概率，保障該區(qū)域設(shè)施農(nóng)業(yè)的安全。

1.3 降低設(shè)施農(nóng)業(yè)能源消耗，保護當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境

設(shè)施農(nóng)業(yè)利用各類控溫、控濕等設(shè)施把控棚內(nèi)溫度，如在大棚內(nèi)安裝各類智能監(jiān)測系統(tǒng)，如濕度監(jiān)測等，將設(shè)備的操控與農(nóng)戶手機連接，保障大棚內(nèi)溫度、濕度穩(wěn)定，這些設(shè)施保持長期運行狀態(tài)，因此，區(qū)域內(nèi)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要消耗大量能源。不僅如此，大棚內(nèi)澆水施肥設(shè)施的運行也需要大量能源，為降低設(shè)施農(nóng)業(yè)的能源消耗，利用農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)指導農(nóng)戶把控各類設(shè)施的運行時間、時長，有利于降低設(shè)施農(nóng)業(yè)的能源消耗。

農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)利用傳感器技術(shù)監(jiān)測設(shè)施農(nóng)業(yè)區(qū)域內(nèi)的氣候溫度、濕度等，利用人工觀測與調(diào)查、儀器自動觀測、衛(wèi)星遙感等技術(shù)監(jiān)測設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對象的生育期、長勢及其所處的環(huán)境氣象要素、土壤墑情等信息，準確的獲得需要進行澆灌的區(qū)域，避免設(shè)施農(nóng)業(yè)區(qū)域大規(guī)模的設(shè)施運行。此外，農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)的應用能夠了解到該區(qū)域具有的新能源資源，如該地日照時間較長，可以發(fā)展并利用太陽能為設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供動力支持，利用光伏能源與監(jiān)測系統(tǒng)改善設(shè)施農(nóng)業(yè)種植區(qū)域的土壤與氣候條件，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與人工智能技術(shù)統(tǒng)一控制設(shè)施農(nóng)業(yè)內(nèi)的灌溉、施肥等設(shè)施，有效降低設(shè)施農(nóng)業(yè)的能源消耗[3]。如圖1 所示，利用該地的氣候條件發(fā)展新能源，為設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展提供支持，實現(xiàn)設(shè)施農(nóng)業(yè)、氣象與能源的融合，降低設(shè)施農(nóng)業(yè)能源消耗。

圖1 設(shè)施農(nóng)業(yè)、氣象與能源的融合

總而言之，將設(shè)施農(nóng)業(yè)的灌溉、施肥等設(shè)施與氣象信息、地理信息等相融合，利用計算機統(tǒng)一進行管理與控制，根據(jù)監(jiān)測到的氣候變化信息判斷該階段是否需要灌溉，把控灌溉時間與時長，既降低水資源的消耗，又降低該區(qū)域的能源消耗，促進該地設(shè)施農(nóng)業(yè)向更加清潔、智能方向發(fā)展，達到保護當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的目的。

1.4 合理進行設(shè)施農(nóng)業(yè)農(nóng)作物種植品種的劃分，完善農(nóng)業(yè)保險氣象服務內(nèi)容

農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)的利用為農(nóng)業(yè)相關(guān)部門提供豐富農(nóng)業(yè)信息參考，包括氣候變化、土壤墑情等，農(nóng)業(yè)相關(guān)部門數(shù)據(jù)分析、指標判斷、模型運算等工作，為農(nóng)戶提供農(nóng)用天氣預報、農(nóng)作物產(chǎn)量預報、農(nóng)業(yè)氣候資源評價、農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃、農(nóng)業(yè)氣象災害風險區(qū)劃等服務。農(nóng)用天氣預報是利用衛(wèi)星與雷達圖片分析未來一段時間內(nèi)，該區(qū)域的氣候變化情況，如計算未來3 小時內(nèi)，區(qū)域內(nèi)的云層厚度、太陽被擋住的時長以及這一期間內(nèi)的溫差等，為農(nóng)戶做好棚內(nèi)控溫工作提供幫助，避免棚內(nèi)溫度變化較大；農(nóng)作物產(chǎn)量預報是根據(jù)農(nóng)作物播種前及其全生育期內(nèi)的氣候與氣象條件，尤其是農(nóng)作物生長發(fā)育期間內(nèi)的氣候與氣象條件利弊來預測農(nóng)作物產(chǎn)量，建設(shè)設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象產(chǎn)量預報數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫內(nèi)容包括地面氣象、作物產(chǎn)量、病蟲資料、災害數(shù)據(jù)、作物資料等，農(nóng)業(yè)技術(shù)人員利用數(shù)據(jù)庫分析當年農(nóng)作物趨勢產(chǎn)量預測值、產(chǎn)量災損量等，為當?shù)卦O(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃制定提供參考；農(nóng)業(yè)氣候資源評價是分析該地氣候條件中可以被利用于設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生經(jīng)濟價值的物質(zhì)與能量，包括區(qū)域內(nèi)的降水、風力、熱量等，農(nóng)業(yè)相關(guān)部門可以利用區(qū)域內(nèi)物質(zhì)與能量信息發(fā)展該地生態(tài)農(nóng)業(yè)，豐富農(nóng)作物種植品種，避免區(qū)域內(nèi)種植同一類農(nóng)作物，有效改善當?shù)卦O(shè)施農(nóng)業(yè)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)，保障當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境穩(wěn)定；農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃是根據(jù)區(qū)域內(nèi)的氣候條件差異進行區(qū)域劃分，滿足不同農(nóng)作物生長與農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)需求，有利于擴大該地設(shè)施農(nóng)業(yè)規(guī)模的同時，促進該地設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，保障農(nóng)產(chǎn)品銷售價格穩(wěn)定，避免不必要的惡性競爭；農(nóng)業(yè)相關(guān)部門利用農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)監(jiān)測的各項數(shù)據(jù)信息，分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的氣候指標，將設(shè)施農(nóng)業(yè)區(qū)域劃分為若干農(nóng)業(yè)氣候區(qū)域[4]，例如山西省新絳縣根據(jù)區(qū)域內(nèi)氣候與土壤特點，打造設(shè)施蔬菜“一村一品”，促進當?shù)卦O(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

利用農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)進行區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)氣象災害風險區(qū)塊劃分，分析區(qū)域內(nèi)各個村莊面臨的病蟲害風險程度以及病蟲害問題發(fā)生概率，有利于農(nóng)業(yè)相關(guān)部門進行科學規(guī)劃農(nóng)作物種植布局，有效開展科學引種與種植管理等工作，例如，江西省黎圩鎮(zhèn)在發(fā)展藍莓產(chǎn)業(yè)過程中，氣象部門參與到藍莓選址、起壟、種植以及管護工作中，區(qū)氣象局專門成立藍莓技術(shù)服務小組，在藍莓生長關(guān)鍵時期開展直通式氣象服務，指導生產(chǎn)，不僅如此，當?shù)亟⑥r(nóng)氣服務微信群，及時發(fā)布氣候變化預警預報信息及管護措施，為藍莓生產(chǎn)提供支持與幫助。

農(nóng)業(yè)保險氣象服務內(nèi)容包括開展氣象災害風險評估，制定科學合理的保險產(chǎn)品方案，滿足不同農(nóng)業(yè)氣象災害風險區(qū)塊農(nóng)戶的需求；對農(nóng)戶的損失進行災害損失評估，為農(nóng)戶出具科學的災害損失數(shù)據(jù)報告，有利于提高對農(nóng)戶的理賠效率；開展氣象災害的預測與預警，為設(shè)施農(nóng)業(yè)減災、防災、減輕災害損失提供服務與支持，保障當?shù)卦O(shè)施農(nóng)業(yè)的安全，減少農(nóng)戶經(jīng)濟損失，保障設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。

2 農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中有效應用措施

2.1 提高對技術(shù)應用的重視

目前我國農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)的應用存在應用力度不夠、重視程度不夠等現(xiàn)象，且我國目前的農(nóng)業(yè)服務體系逐漸不能滿足現(xiàn)今設(shè)施農(nóng)業(yè)對高質(zhì)量、便捷的農(nóng)業(yè)氣象服務的需求，因此，當?shù)叵嚓P(guān)部門需要提高對農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)應用的重視，增加對該技術(shù)研究的資金、人才投入，提高該技術(shù)應用過程中的氣候預報、預警的準確度，為設(shè)施農(nóng)業(yè)進一步發(fā)展提供保障。針對目前氣象監(jiān)測基礎(chǔ)設(shè)施差、設(shè)施陳舊，現(xiàn)代化程度較低等問題進行改善，完善氣象監(jiān)測現(xiàn)代化設(shè)施，如利用新一代雷達監(jiān)測設(shè)施，對氣象監(jiān)測人員進行技術(shù)、知識方面的培訓，提高氣象觀測手法的科學性，提高農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測的準確度。

加強對農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)的研發(fā)投入，建設(shè)專業(yè)技術(shù)研發(fā)團隊，與國內(nèi)各大科研機構(gòu)進行合作，借鑒國內(nèi)外先進科研成果，將農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)的應用進行本地化，為本地設(shè)施農(nóng)業(yè)的農(nóng)業(yè)氣象服務提供保障，提升農(nóng)業(yè)氣象服務水平，促進本地設(shè)施農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.2 構(gòu)建設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象服務業(yè)務體系

農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)的有效應用需要當?shù)剞r(nóng)業(yè)相關(guān)部門充分利用當?shù)貧夂蛸Y源，優(yōu)化設(shè)施農(nóng)業(yè)的農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)，完善設(shè)施農(nóng)業(yè)內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施并進行統(tǒng)一管理，逐步構(gòu)建當?shù)卦O(shè)施農(nóng)業(yè)氣象服務業(yè)務體系。

建設(shè)當?shù)貧庀蟊O(jiān)測站，與氣象部門加強合作，利用遙感技術(shù)等對當?shù)貧夂蜃兓M行實時監(jiān)測，針對監(jiān)測到的各項信息及時整理并保存，建設(shè)當?shù)貧夂蜃兓畔⒌臄?shù)據(jù)庫，為氣候變化預測等工作的展開提供參考。農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測內(nèi)容包括風速、風向、土壤溫度、土壤水分、土壤EC、土壤pH、空氣溫度、空氣濕度等28 種氣象要素，氣象監(jiān)測、數(shù)據(jù)整理與分析等工作的工作量較大，且該工作需要工作人員具備良好的職責責任感、耐心與細心，因此，利用農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)開展農(nóng)業(yè)氣象服務過程中，農(nóng)業(yè)相關(guān)部門需要大力引進農(nóng)業(yè)氣象與涉農(nóng)專業(yè)相關(guān)人才，完善人才的保障制度，確保人才的穩(wěn)定性。積極與當?shù)夭块T進行溝通與交流，獲得政府部門的重視與資金支持，吸引更多具有經(jīng)驗、技術(shù)水平更高的氣象人才參與到農(nóng)業(yè)氣象服務中，打造高水平農(nóng)業(yè)氣象服務隊伍，提高當?shù)卦O(shè)施農(nóng)業(yè)的農(nóng)業(yè)氣象服務水平[5]。

建設(shè)設(shè)施農(nóng)業(yè)小氣候要素的預報服務系統(tǒng)，建設(shè)大棚內(nèi)氣象要素預測模型，根據(jù)區(qū)域內(nèi)1～3d 的氣候變化，對大棚內(nèi)的溫度、濕度、土壤溫度等進行預測分析，制定各項具有針對性的治理措施，為大棚內(nèi)農(nóng)作物的生長提供科學合理的生長環(huán)境，指導農(nóng)戶進行大棚內(nèi)的溫度、濕度的把控，保障農(nóng)作物的生長品質(zhì)。

建設(shè)突發(fā)性惡劣天氣的臨近預報預警與防控服務系統(tǒng)，根據(jù)區(qū)域內(nèi)設(shè)施農(nóng)業(yè)的農(nóng)作物生長需求，制定具有針對性的氣候預報方案，以藍莓種植為例，藍莓對水的要求較高，如果區(qū)域內(nèi)存在旱情隱患，農(nóng)業(yè)相關(guān)部門及時根據(jù)農(nóng)業(yè)氣象服務內(nèi)容指導農(nóng)戶提前布置好澆灌設(shè)施，降低惡劣天氣對設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響。

3 結(jié)語

農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中應用為農(nóng)戶提供更加精準的氣候變化預測服務，農(nóng)戶可以提前做好各項防御措施，降低外部氣候環(huán)境變化對大棚內(nèi)溫度、濕度的影響，保障棚內(nèi)生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定，保障農(nóng)作物品質(zhì)。農(nóng)業(yè)氣象信息技術(shù)的有效應用需要當?shù)剞r(nóng)業(yè)相關(guān)部門提高對該技術(shù)的重視，完善氣象監(jiān)測設(shè)施，加強氣象與農(nóng)業(yè)相關(guān)人才引進，提高農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確度，為當?shù)卦O(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支持與保障。