“天幫忙”“人努力”“舉措實” 全面推進農(nóng)業(yè)氣象觀測自動化

悠悠萬事，吃飯為大。面對農(nóng)業(yè)發(fā)展新形勢新挑戰(zhàn)，2023年12月29日，中國氣象局出臺《全國農(nóng)業(yè)氣象觀測網(wǎng)和觀測任務(wù)調(diào)整方案(試行)》(以下簡稱《方案》)。這是我國繼1979年、1989年、2009年三次農(nóng)業(yè)氣象觀測站網(wǎng)調(diào)整后，第四次調(diào)整農(nóng)業(yè)氣象觀測，全面推進農(nóng)業(yè)氣象觀測自動化。

《方案》為何調(diào)整、如何調(diào)整，將為相關(guān)工作帶來哪些變化?

為何調(diào)整？

糧食穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)，需要“天幫忙”，還需要“人努力”“舉措實”。

《方案》指出，近年來，隨著全球氣候變化、經(jīng)濟社會發(fā)展、城鎮(zhèn)化擴張、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)布局和種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、自動觀測技術(shù)發(fā)展，農(nóng)業(yè)氣象觀測站網(wǎng)對全國糧食生產(chǎn)功能區(qū)、重要農(nóng)產(chǎn)品保護區(qū)、特色農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)勢區(qū)和高標準農(nóng)田建設(shè)區(qū)等糧食重要生產(chǎn)區(qū)域覆蓋度不足、某些站觀測任務(wù)不合理、觀測頻率和精度不足等問題凸顯，尚難完全滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展、農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)等服務(wù)需求。

對此，中國氣象局氣象探測中心副研究員張全軍結(jié)合前期調(diào)研成果和數(shù)據(jù)表示，我國糧食生產(chǎn)核心區(qū)有680個糧食生產(chǎn)大縣(市、區(qū)、場)，非核心產(chǎn)區(qū)有120個糧食生產(chǎn)大縣，800個糧食生產(chǎn)大縣中目前只有225個農(nóng)業(yè)氣象觀測站。

當前的全國農(nóng)業(yè)氣象觀測站網(wǎng)體系是從20世紀50年代開始逐步建立起來的。此前，農(nóng)業(yè)觀測站網(wǎng)和觀測任務(wù)經(jīng)歷過三次較大調(diào)整——

1979年，全國組織農(nóng)業(yè)氣象觀測工作，確定了338個全國農(nóng)業(yè)氣象基本觀測站，并增加了自然物候和畜牧觀測任務(wù)。

1989年，本著“站網(wǎng)密度既要充分考慮空間布局又要突出各地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點、作物布局和種植制度”的原則，對農(nóng)業(yè)氣象觀測站網(wǎng)和觀測任務(wù)進行了優(yōu)化調(diào)整，確定了402個國家級和317個省級觀測站。

2009年，確定653個國家級農(nóng)業(yè)氣象觀測站，重點突出糧、棉、油等大宗作物的農(nóng)業(yè)氣象觀測，確立以常規(guī)農(nóng)業(yè)氣象觀測站為主、特色觀測站和農(nóng)業(yè)氣象試驗站為輔的農(nóng)業(yè)氣象觀測站網(wǎng)體系。

中國氣象局相關(guān)負責人表示，如今，伴隨現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)快速發(fā)展和氣候條件變化，我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略布局和作物種植結(jié)構(gòu)也在不斷調(diào)整。要減輕氣象災(zāi)害對農(nóng)業(yè)的不利影響，就需要建設(shè)更加精密的觀測站網(wǎng)、適時調(diào)整農(nóng)業(yè)氣象觀測任務(wù)，《方案》應(yīng)運而生。

如何調(diào)整？

強國必先強農(nóng)。2023年中央農(nóng)村工作會議強調(diào)，要確保2024年糧食產(chǎn)量保持在1.3萬億斤以上。

《方案》明確，建成觀測站網(wǎng)能夠覆蓋全國重要糧食生產(chǎn)區(qū)，觀測任務(wù)涵蓋主要糧食作物和特色經(jīng)濟作物、自動化觀測和人工觀測互補、能適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的新型綜合農(nóng)業(yè)氣象觀測站網(wǎng)體系。

為此，《方案》調(diào)整各省(自治區(qū)、直轄市)農(nóng)業(yè)氣象觀測人工觀測站點數(shù)量、新增自動觀測站，優(yōu)化各個觀測站點的水稻、小麥和玉米等11種作物以及牧草、森林的觀測任務(wù)，調(diào)整蘋果、設(shè)施農(nóng)業(yè)和甘蔗等特色農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)中心觀測站的觀測任務(wù)，進一步明確各種觀測任務(wù)的項目和要素，確立人工觀測和自動觀測雙軌運行制度。

“各觀測站觀測任務(wù)優(yōu)化調(diào)整時，不僅重點考慮國家戰(zhàn)略需求，還統(tǒng)籌兼顧地方需求，以進一步符合地方種植結(jié)構(gòu)。這次調(diào)整，不僅考慮加強水稻、小麥、玉米、棉花、大豆和油菜等主要糧棉油大宗作物觀測，還充分考慮各地名、特、優(yōu)、新經(jīng)濟作物，并將逐步推進牧草、蔬菜、果樹和森林等觀測，引導(dǎo)和鼓勵省級開展特色農(nóng)業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)和高標準農(nóng)田的農(nóng)業(yè)氣象觀測。”中國氣象局氣象探測中心正高級工程師吳東麗說。

據(jù)了解，經(jīng)過這次調(diào)整，農(nóng)業(yè)氣象人工觀測站由原有的653個調(diào)整為642個，同時擬新建自動觀測站1662個，人工站與自動站總量增加至2304個;全國特色農(nóng)業(yè)氣象自動觀測站達942個。

填補空白——在糧食重點生產(chǎn)區(qū)域的農(nóng)業(yè)氣象觀測空白區(qū)建立作物自動觀測站，布設(shè)水稻、小麥、玉米、棉花、油菜、大豆、青稞、甘蔗、甜菜、花生、馬鈴薯、牧草和森林等自動觀測設(shè)備。

分級管理——對于服務(wù)全國需求的水稻、小麥、玉米、棉花、油菜、大豆、青稞、甘蔗、甜菜、花生、馬鈴薯、牧草和森林等重點觀測任務(wù)，由中國氣象局管理;對于服務(wù)地方需求的特色作物觀測、果樹、林木、蔬菜、自然物候及設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象觀測等任務(wù)，由各省(自治區(qū)、直轄市)氣象局管理。

全國農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)專家、河南省駐馬店市氣象局高級工程師房穩(wěn)靜介紹，伴隨調(diào)整，駐馬店新增小麥、玉米、花生、芝麻和大豆觀測站點，當?shù)剞r(nóng)業(yè)氣象觀測站將從原來的3個增加到6個，進一步增大農(nóng)業(yè)氣象觀測站點密度，觀測能力將進一步提高。“這次把花生調(diào)整為國家級觀測任務(wù)，把芝麻明確為省級觀測任務(wù)，將為駐馬店高質(zhì)量建設(shè)全國花生氣象服務(wù)中心、做好特色農(nóng)業(yè)花生和芝麻等氣象服務(wù)提供有力支撐。”

未來趨勢如何？

一直以來，氣象為農(nóng)服務(wù)始終是氣象工作的重中之重。《推進農(nóng)業(yè)氣象觀測業(yè)務(wù)高質(zhì)量發(fā)展工作方案(2023—2035年)》明確，到2025年，初步建成適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的新型農(nóng)業(yè)氣象觀測站網(wǎng)，逐步建成覆蓋主要農(nóng)作物的自動化觀測網(wǎng)絡(luò)，基本構(gòu)建以農(nóng)業(yè)氣象自動化觀測為主，人工觀測為輔，與衛(wèi)星遙感、無人機觀測互補的綜合立體農(nóng)業(yè)氣象觀測業(yè)務(wù)體系。

目前，我國農(nóng)業(yè)氣象觀測以人工觀測為主，業(yè)務(wù)人員定期到田間地頭手動測定和記錄數(shù)據(jù)，資料獲取頻次偏少、效率不高。同時，我國各地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式差異較大，農(nóng)作物品種和觀測要素數(shù)量多，需要綜合利用自動觀測設(shè)備、衛(wèi)星遙感、圖像智能識別等各類觀測技術(shù)方法。

“我們對幾十萬張不同作物在不同生長期的圖片進行人工圖像識別標注，建立數(shù)據(jù)庫，然后利用算法讓機器完成自動識別。”吳東麗介紹，目前自動識別準確率已超95%，結(jié)合人工訂正，可極大提升農(nóng)業(yè)氣象觀測的自動化程度。

氣象部門積極推進土壤水分觀測儀、物候自動觀測儀、軌道植被觀測儀、基準輻射觀測儀、蒸散量觀測儀和通量觀測儀等6種農(nóng)業(yè)氣象自動觀測裝備的國產(chǎn)化研制，并開展業(yè)務(wù)建設(shè)，目前已基本實現(xiàn)作物發(fā)育期、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的自動化識別。

其中，前4種觀測儀已實現(xiàn)業(yè)務(wù)準入，并通過在國家氣候觀象臺、農(nóng)業(yè)氣象試驗站的試驗，進一步檢驗?zāi)芰�。尤其是物候自動觀測儀，能夠自動觀測植物和動物物候期、植物生長特征參數(shù)、植物生理動態(tài)和氣象環(huán)境參數(shù)等要素，有望進一步釋放“人力”。

湖北省孝感市氣象局工程師王芬表示，孝感最大的變化是新增5個農(nóng)業(yè)氣象自動觀測站，調(diào)整了與當?shù)夭环�的觀測任務(wù)，新增了特色經(jīng)濟作物觀測任務(wù)，并將配備作物自動觀測設(shè)備，農(nóng)業(yè)氣象觀測正邁入自動化新階段。“孝感市孝南區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園還是湖北省唯一一個入選農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、財政部2023年擬認定的44個國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園，在農(nóng)業(yè)氣象觀測業(yè)務(wù)全面自動化的新形勢下，未來將進一步保障湖北省糧食安全。”(王亮、李悅對此文亦有貢獻)