用氣象大數(shù)據(jù)支持農(nóng)業(yè)發(fā)展

　　2019年中央一號文件（以下簡稱《文件》）在關(guān)于農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)與農(nóng)產(chǎn)品供給方面的討論中提出要“建設現(xiàn)代氣象為農(nóng)服務體系”�！皻庀鬄檗r(nóng)服務體系”概念實際上在2016年的中央一號文件中就已經(jīng)提出了。與2016年相比，今年的《文件》在“氣象為農(nóng)服務體系”這個提法前面又加了“現(xiàn)代”兩個字。如何理解現(xiàn)代氣象為農(nóng)服務體系？“現(xiàn)代”這兩個字在這里又有什么特別的含義？建設這樣一個服務體系又需要開展哪些特殊的工作？

　　氣象為農(nóng)服務的核心是提高產(chǎn)量

　　從根本上來說，由于農(nóng)業(yè)靠天吃飯的特點，建設氣象為農(nóng)服務體系是為了幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者，尤其是種植業(yè)生產(chǎn)者提高“趨利避害”的能力，而能力的提升最終會反映在產(chǎn)量提高上。早期的氣象工作部署對“避害”的強調(diào)更多一些，對“趨利”的重視則相對不足�！氨芎Α本唧w體現(xiàn)在防災減災上，而“趨利”的具體體現(xiàn)則是通過有效利用氣象信息和氣象資源來提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對水土、光照、熱量等要素的綜合利用效率。

　　隨著農(nóng)學學科的不斷發(fā)展，大量的作物模型已經(jīng)非常完善。經(jīng)過嚴謹?shù)膶嶒灪途�細的測算，這些作物模型能夠刻畫每種作物的生長與其所需環(huán)境資源之間的函數(shù)關(guān)系。通過將氣象信息和作物農(nóng)學知識結(jié)合起來，生產(chǎn)者便可以通過動態(tài)優(yōu)化種植行為來提高作物產(chǎn)量。當然，這同時也給生產(chǎn)者提出了更高的要求。從這個角度上來說，為以小農(nóng)戶為代表的基層生產(chǎn)者提供氣象與農(nóng)學知識和技術(shù)服務，是氣象為農(nóng)服務體系建設的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。實現(xiàn)這一目標，需要地方氣象部門與農(nóng)業(yè)、民政、水利、國土等多部門開展合作，建立起氣象為農(nóng)直通服務的專門平臺和網(wǎng)絡。在此基礎(chǔ)上，可以進一步以當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)大戶、涉農(nóng)企業(yè)和農(nóng)業(yè)合作社為抓手，把氣象信息指導下的優(yōu)化種植方案傳遞給基層農(nóng)民。

　　從更宏觀的角度來看，通過氣象工作“趨利”還可以體現(xiàn)在動態(tài)優(yōu)化作物優(yōu)勢生長區(qū)的規(guī)劃上。在氣候變化的大背景下，可以通過氣象分析和研究工作，指導目前正在進行的糧食生產(chǎn)功能區(qū)和重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)保護區(qū)劃定任務，并進一步形成“兩區(qū)”劃定的動態(tài)機制�？茖W地把重要的農(nóng)產(chǎn)品布局到更適宜其生長的區(qū)域，也應該成為氣象為農(nóng)服務工作的重要組成部分。

　　結(jié)合“機器學習”

　　開展氣象大數(shù)據(jù)分析

　　現(xiàn)代氣象為農(nóng)服務體系中的“現(xiàn)代”二字主要體現(xiàn)在對前沿科技的應用方面。從前面的討論不難看出，氣象服務農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)是與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)直接相關(guān)的氣象數(shù)據(jù)信息。然而，想獲得真正有價值的氣象數(shù)據(jù)并不是一件容易的事。

　　以“機器學習”為代表的數(shù)據(jù)科學不僅能幫助數(shù)據(jù)分析者更好地還原關(guān)鍵數(shù)據(jù)本身，更能為準確預測未來的關(guān)鍵數(shù)據(jù)起到重要作用。斯坦福大學的研究人員在2016年的一篇論文中指出，傳統(tǒng)的天氣預測基于大氣物理模型，這類模型通常會因氣象擾動而造成預測準確性的下降，而基于“機器學習”的技術(shù)方法則有望更好地解決這一問題。一旦技術(shù)成熟，短期天氣預測的準確率增加，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域防災減災的效率將大大提高。此外，長期氣候預測能力的提升也能對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域規(guī)劃的動態(tài)優(yōu)化調(diào)整提供幫助。

　　目前，“機器學習”在氣象數(shù)據(jù)整合和預測方面的應用尚處在起步階段。政府應加大力度推動與氣象大數(shù)據(jù)分析有關(guān)的工作。一方面，政府可以通過設置激勵機制，鼓勵院校、科研院所及科技企業(yè)開展更多氣象大數(shù)據(jù)方面的研究。另一方面，氣象部門應該進一步加強我國各類氣象數(shù)據(jù)開源分享的力度，為加快推動氣象大數(shù)據(jù)研究工作創(chuàng)造條件。

　　聯(lián)系“精準扶貧”

　　發(fā)展“精準農(nóng)業(yè)”

　　現(xiàn)代氣象為農(nóng)服務體系的建設是一個“上天下地”的過程�！吧咸臁斌w現(xiàn)在對氣象本身的認識上，而“下地”則體現(xiàn)在為利用氣象資源所做的地面配套基礎(chǔ)設施建設。這種地面配套建設又具體體現(xiàn)在兩個方面。一是為校準還原地表降水、濕度信息而建設的地面數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，二是在氣象及作物農(nóng)學信息指導下，用來實現(xiàn)資源要素供給動態(tài)優(yōu)化的設施設備，這當中最典型的例子是可以動態(tài)調(diào)節(jié)的灌溉系統(tǒng)。

　　這兩類地面配套建設本身都具有很強的公共品屬性。不論是地面數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，還是農(nóng)作優(yōu)化輔助設施，建成之后，在一定的區(qū)域范圍內(nèi)，每個小農(nóng)戶都會因此受益，然而每個小農(nóng)戶自身又不具備足夠的動力和能力去投入對它們的建設。也正因為此，這兩類地面配套建設需要由政府來推動，并且在很多地區(qū)可以很好地與當前的“精準扶貧”工作結(jié)合起來�！熬珳史鲐殹睆娬{(diào)根據(jù)扶貧對象的特點，因地制宜地制定幫扶方案。利用扶貧對象當?shù)氐臍庀筚Y源特點，通過地面配套設施建設，使農(nóng)戶在生產(chǎn)環(huán)節(jié)逐步向“精準農(nóng)業(yè)”的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，理應成為現(xiàn)代氣象為農(nóng)服務體系建設的重要一環(huán)。

　　在具體的實施層面，可以考慮以氣象部門為主導，從開展“氣象普查”入手。不同于基于衛(wèi)星數(shù)據(jù)所開展的大區(qū)域尺度高空氣象數(shù)據(jù)分析，氣象普查強調(diào)收集小區(qū)域、局部環(huán)境內(nèi)的地表氣象信息。這個普查過程本身就會涉及地面數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的建設。在基礎(chǔ)設施建成、“高空—地面”數(shù)據(jù)融合之后，用于指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的氣象數(shù)據(jù)基線便得以形成。在此基礎(chǔ)上，長期獲取、更新和維護精細化新數(shù)據(jù)的邊際成本便會大大降低。以此為參照，利用氣象資源特點為當?shù)匕l(fā)展“精準農(nóng)業(yè)”進行動態(tài)化的方案定制也將成為可能。