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气候变化

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农业气象学支撑农业新“气象”

来源:中国科学报 作者:梅旭荣 人气: 发布时间:2019-01-29 09:58:40

农业气象学是研究气象条件与农业相互关系及其规律的一门学科,既是基础农学的学科之一,也是一门交叉边缘学科。经过六十多年的发展,中国现代农业气象学研究逐步形成完善的学科体系,取得一大批重大成果。

未来农业气象学将在农业气候与农业布局优化、生物气象与农业绿色发展、农业气象灾害与风险管理、农业小气候与工厂化农业、农业气象信息与智慧农业等重点领域发挥越来越重要的作用。

回顾60年 农业气象学成就斐然

作为一门基础农学学科,农业气象学60多年的研究发展轨迹表明:农业气象研究始终坚持需求和问题导向,在解决农业生产重大需求和科学问题中不断得到发展;始终坚持跟踪国际学科发展前沿,不断完善农业气象研究理论和方法,使农业气象实现了从解释科学到试验科学的质的飞跃;始终坚持吸收最新科学技术发展成果,不断派生出新兴交叉和边缘学科分支,如小气候到设施农业和植物工厂,畜牧气象到畜禽环境工程,气候资源到气候变化,农业水文气象到旱作农业,农业气象到农业环境等。

在学科发展的同时,农业气象研究也取得了一大批重大成果,在生产中发挥了重大基础和战略作用。

20世纪50年代,为打破国外封锁,引种巴西三叶橡胶树,以保障战略需求。依据气候、小地形原理,创造性地提出防寒植胶的建议,将国际橡胶种植的北界定义在了北纬32°,对中国橡胶事业的发展作出重要贡献。

20世纪60—70年代,中国农业遭受大面积气象灾害,围绕粮食生产的间作套作复种中的光热资源利用、干旱、干热风和低温冷害防御等方面创新性地开展研究,提出了种植制度和农业气象防灾减灾技术等成果,在生产中发挥了重要的作用。

20世纪80年代,为有效解决粮食安全问题,全国农业气候资源利用及区划、作物和畜牧农业气候区划;干旱、低温冷害等主要气象灾害防御;农田、人工环境小气候、畜牧气象;北方旱地农业;气候波动与气候变化等,一批研究成果在农业生产决策和生产中应用,有效支撑了农业生产宏观布局和生产发展。同期,建立了农业气象观测与试验站网,农业气象业务开始与国际同步。

20世纪90年代,在世界农业气候与作物气候图集、农业应对气候变化、旱地农业、农业气象灾害监测预警与防控等方面取得重大科研突破,作物模拟模型的应用与自主研发成果显著。

进入21世纪以来,生物技术和信息技术在农业气象研究中得到重视和广泛应用,《农业气候资源数字化图集》、农业温室气体减排、设施环境控制与植物工厂、灾害风险管理等领域陆续取得重大成果,为新世纪农业的转型发展奠定了科学基础。

60多年来,中国现代农业气象学科硕果累累,在全国农业气候区划、农业气候资源开发利用、农业气象产量预报与遥感估产、气候变化农业影响、温室气体排放测定与国家清单、旱作农业关键技术与区域治理、农业气象灾害防御技术、都市型设施园艺等获得多项国家科技进步奖,所发表的论文、著作、专利、标准等重大技术成果在保障国家粮食安全、促进现代农业发展中发挥着基础性、关键性的科技支撑作用。

学科发展展望 新时期发挥新作用

加快农业现代化转型发展和农业供给侧结构性改革,推进农业绿色化和优质化发展,是当前及今后一段时期农业发展的主要任务。同时,全球范围内的农业科技革命方兴未艾,生物技术、信息技术、新材料和先进制造等领域的科学技术不断向农业领域渗透。随着中国经济的持续稳定发展,中国也必将逐步成为世界科学中心之一。

展望未来,作为基础和边缘交叉学科,农业气象学将迎来又一次发展机遇,并在以下重点领域发挥越来越重要的作用。

农业气候与农业布局优化。综合农业气候资源和气候变化农业影响的研究成果,围绕粮食生产功能区、重要农产品生产保护区和特色农产品优势区建设,重点研究区域气候生产潜力、气象条件与品质、气象灾害风险等内容,提出“三区”建设布局空间优化方案、技术措施和政策建议。

农业气象与农业绿色发展。围绕农业绿色发展和循环发展需求,重点研究农业气候资源承载力与种植制度、气象条件与投入品、病虫害气象、小气候与环境基准、农业温室气体减排等内容,提出不同区域基于生产功能、气候资源承载力和生态系统环境容量的种植制度红绿灯制度,建立循环农业模式和绿色技术体系。

农业气象灾害与风险管理。围绕气候变化导致极端天气气候事件频发重发的特点,加强农业气象灾害风险管理的科学研究,在不确定的气候风险中,重点关注常态的农业气象灾害和突发的、超出阈值的灾害,完善结构避灾、工程防灾、生物抗灾、技术减灾、制度赈灾的理论方法和技术研究,支撑农业和农村经济的稳定发展。

农业小气候与工厂化农业。围绕设施农业、都市农业和动植物工厂等发展需求,重点研究人工控制条件下光照、温度、CO2等气象要素及其耦合状况对动植物生长发育的影响、制约和应激响应等,同时研究动植物生产对人工环境的影响,建立不同类型工厂化农业高效、优质、安全、绿色生产环境控制模式与技术体系。

农业气象信息与智慧农业。围绕智能感知和决策支持,充分吸收生物科学和信息科学的最新成果,强化作物模型的开发应用,提高作物模型对作物生长环境、管理、基因相互作用的解释性,研发基于现代IT技术的农业气象监测、预报预警、影响评估、决策支持、风险管理、应对技术措施等一体化解决方案,指导不同基因型品种环境适应性筛选、智能灌溉施肥施药等,发展气候智慧型农业模式与技术。

随着新理论和新技术的不断涌现,农业气象学这门古老的基础和边缘交叉学科将不断吸收其他学科的发展结果,融合和派生出新的学科分支,也必将在新时期农业转型发展中发挥新的更大作用。

(作者系中国农业科学院副院长)

(逍遥客)

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