做好農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃，應(yīng)對全球變暖“烤”驗(yàn)

 

在黑龍江，大馬力機(jī)車正開展有機(jī)大豆二次中耕作業(yè)。新華社發(fā)（侯越攝）

 

陜西省延安市吳起縣的黃土地曾經(jīng)以種植紫花苜蓿、蕎麥和發(fā)展養(yǎng)羊業(yè)為主。如今，這片土地已被十二萬畝連綿的蘋果園覆蓋。這是氣候變化帶來的深刻改變。資料顯示，氣候變暖已推動(dòng)陜西蘋果種植帶北移200公里，新增適宜區(qū)達(dá)27.7萬公頃。

 

悄然變化的氣候，正無聲地重塑著農(nóng)業(yè)的邊界。為科學(xué)應(yīng)對這一變局，我國于2023年啟動(dòng)了新一輪農(nóng)業(yè)氣候資源普查和區(qū)劃試點(diǎn)（以下簡稱“農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃”）工作。

 

農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃工作將如何為農(nóng)業(yè)應(yīng)對氣候變化提供“導(dǎo)航”？保證工作順利開展需要哪些科技力量？近日，科技日報(bào)記者采訪了相關(guān)專家。

 

氣候驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)版圖重構(gòu)

 

數(shù)據(jù)顯示，1961—2020年，全國各地區(qū)年平均氣溫基本呈一致上升趨勢。

 

熱量資源的增加，顯著延長了作物生長季，推動(dòng)種植邊界向北擴(kuò)展。國家氣候中心研究員廖要明介紹，以大豆為例，最近30年，我國大豆已擴(kuò)種至大興安嶺地區(qū)的黑龍江省塔河縣南部，平均向北推進(jìn)了約30公里。“這意味著，曾經(jīng)因寒冷無法耕種的土地，如今也能長出大豆。”廖要明說。

 

大豆的“北上”，只是氣候驅(qū)動(dòng)下農(nóng)業(yè)版圖重構(gòu)的一個(gè)例證。

 

在黑龍江，玉米極早熟品種可種植區(qū)域北移至加格達(dá)奇—嫩江—孫吳—黑河—呼瑪一線，北移約120公里；水稻種植北界西部由齊齊哈爾北部北移到黑河南部。在新疆，小麥種植北界北移約150公里，全國冬小麥可種植面積整體增加約35萬平方公里。在江西，柑橘不同適宜區(qū)種植北界平均北移83公里。

 

氣溫升高也帶來了新的挑戰(zhàn)。

 

在內(nèi)蒙古，不少農(nóng)戶切身感受到熱量條件的變化，開始自發(fā)轉(zhuǎn)向種植生長期更長的大豆品種。以扎蘭屯地區(qū)為例，部分農(nóng)戶通過改種適應(yīng)氣候的新品種，實(shí)現(xiàn)了收益增長。然而，這類缺乏科學(xué)指導(dǎo)的自發(fā)調(diào)整猶如與自然“賭博”，極易引發(fā)非理性跟風(fēng)。

 

此外，氣候變暖還會(huì)導(dǎo)致極端天氣頻發(fā)，暴雨、洪澇、冰雹等氣象災(zāi)害也會(huì)導(dǎo)致農(nóng)田減產(chǎn)。暖濕化氣候還為病蟲害的滋生繁殖提供溫床，加劇農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不確定性。

 

面對氣候變化帶來的機(jī)遇與風(fēng)險(xiǎn)并存的新格局，做好農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃工作，高效利用氣候資源、合理規(guī)劃農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，已迫在眉睫。

 

數(shù)據(jù)短板成為首要挑戰(zhàn)

 

接受采訪的相關(guān)專家紛紛表示，農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，既依賴于長期、可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，也迫切需要前沿的科研方法，以破解從“產(chǎn)量”到“品質(zhì)”跨越中的科學(xué)難題。

 

農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃工作，既包括農(nóng)業(yè)氣候資源普查，也涵蓋農(nóng)業(yè)生產(chǎn)普查，最終目標(biāo)是為水稻、小麥、大豆等主要農(nóng)作物建立種植、產(chǎn)量、品質(zhì)等多維度的區(qū)劃體系。這項(xiàng)工作的基礎(chǔ)在于全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)積累。然而在實(shí)際推進(jìn)中，數(shù)據(jù)短板本身卻成為首要挑戰(zhàn)。

 

以核心指標(biāo)積溫為例，它反映了作物生長所需的熱量條件，直接影響作物生長周期與產(chǎn)量形成。積溫不足會(huì)導(dǎo)致作物發(fā)育遲緩，過高則可能抑制光合作用。江蘇省氣候中心農(nóng)業(yè)氣象科科長、正高級工程師徐敏指出：“農(nóng)戶只有清楚掌握當(dāng)?shù)胤e溫變化，才能科學(xué)安排播種，避開高溫或低溫危害。”但在江蘇地區(qū)的測算中，團(tuán)隊(duì)卻發(fā)現(xiàn)模型顯示部分高海拔地區(qū)氣溫反常偏高。經(jīng)核查，問題源于氣象觀測站海拔高度不足所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)偏差。這凸顯了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量對區(qū)劃準(zhǔn)確性的關(guān)鍵影響。

 

這類數(shù)據(jù)短板并非孤例。在陜西延安，相較于擁有數(shù)十年系統(tǒng)記錄的傳統(tǒng)大宗作物，蘋果等特色經(jīng)濟(jì)作物的物候觀測數(shù)據(jù)僅積累數(shù)年，嚴(yán)重制約了對其生長規(guī)律的精準(zhǔn)把握。延安市氣象局農(nóng)氣中心主任劉志超坦言：“數(shù)據(jù)匱乏時(shí)，我們甚至不得不參考其他縣市的數(shù)據(jù)來制定本地指標(biāo)。”

 

如何科學(xué)建立氣候條件與農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)模型，是區(qū)劃工作面臨的另一大難題。

 

品質(zhì)氣候區(qū)劃是這次農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃工作新增加的任務(wù)。隨著農(nóng)業(yè)發(fā)展方向從“保產(chǎn)量”轉(zhuǎn)向“提品質(zhì)”，開展“品質(zhì)氣候區(qū)劃”已成為我國農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)轉(zhuǎn)型的重要任務(wù)。

 

品質(zhì)區(qū)劃的復(fù)雜性在于，需解析溫度、降水、日照等多類氣候因子對農(nóng)產(chǎn)品關(guān)鍵品質(zhì)成分的綜合影響，并厘清其間的相互作用機(jī)制。以大豆為例，脂肪和蛋白質(zhì)含量是評判其品質(zhì)的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但究竟是哪些氣候因子主導(dǎo)這些成分的形成？這些因子之間又如何相互作用？黑龍江省氣象科學(xué)研究所高級工程師曲輝輝說：“劃定品質(zhì)產(chǎn)區(qū)不能僅憑單一指標(biāo)，不能因?yàn)槟车卮蠖沟鞍踪|(zhì)含量高，就簡單劃為‘高蛋白區(qū)’。必須首先排除品種遺傳因素的影響，才能準(zhǔn)確剝離出氣候的作用密碼。”這要求科研人員不僅要有扎實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，更需通過精細(xì)的模型分析，揭示氣候與品質(zhì)之間隱藏的規(guī)律。

 

此外，記者在實(shí)地調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前不同地區(qū)還存在觀測站點(diǎn)覆蓋不足、農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合不夠緊密等問題，這些問題同樣制約了農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃工作的成效。

 

技術(shù)支撐助力破解難題

 

破解農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃工作面臨的諸多難題，技術(shù)支撐是關(guān)鍵。

 

廖要明認(rèn)為，農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃工作需要加大技術(shù)研發(fā)投入，利用更高水平的氣象觀測設(shè)備和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。“同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)面向?qū)嶋H需求的科學(xué)研究，構(gòu)建更科學(xué)的區(qū)劃模型，持續(xù)優(yōu)化區(qū)劃成果。”廖要明說。

 

大數(shù)據(jù)技術(shù)的深入應(yīng)用為突破上述瓶頸提供了重要支撐。例如，在去年于扎蘭屯市開展的大豆精細(xì)化氣候區(qū)劃工作中，內(nèi)蒙古生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象中心正高級工程師唐紅艷團(tuán)隊(duì)運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，匯集了上百個(gè)大豆品種的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)分析其生物特性，首次明確了當(dāng)?shù)卮蠖狗N植的氣候適宜區(qū)為積溫大于1900攝氏度的區(qū)域。

 

“這相當(dāng)于為種植戶提供了清晰的科學(xué)種植指引。”唐紅艷說。

 

推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)際應(yīng)用深度融合，已成為行業(yè)普遍共識。中國氣象局應(yīng)急減災(zāi)與公共服務(wù)司農(nóng)業(yè)氣象處處長喻迎春建議，持續(xù)加大技術(shù)研發(fā)投入，借助更先進(jìn)的觀測設(shè)備和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量與時(shí)效性。同時(shí)，科研工作需緊密結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，構(gòu)建更為精準(zhǔn)的模型，促進(jìn)區(qū)劃成果的持續(xù)優(yōu)化與落地。此外，還應(yīng)通過培訓(xùn)等方式，增強(qiáng)各方對氣候資源普查與區(qū)劃工作重要性的認(rèn)識，全面提升業(yè)務(wù)專業(yè)化水平。

 

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授潘志華認(rèn)為，未來應(yīng)進(jìn)一步融合遙感、地理信息系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)與人工智能等新技術(shù)，構(gòu)建全國一體化的農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃與資源動(dòng)態(tài)評估體系，從而為農(nóng)業(yè)區(qū)域布局和種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供更精細(xì)、更科學(xué)的引導(dǎo)。

 

“這并不是一項(xiàng)孤立的研究任務(wù)，而是要形成涵蓋指標(biāo)確立、模型構(gòu)建、結(jié)果驗(yàn)證、應(yīng)用推廣及成效評估的完整閉環(huán)。”喻迎春表示，只有建立“研究—應(yīng)用—反饋—優(yōu)化”的可持續(xù)機(jī)制，農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃才能真正成為支撐農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、保障國家糧食安全與農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)提升的堅(jiān)實(shí)科學(xué)基礎(chǔ)。