用氣象大數(shù)據(jù)支持農(nóng)業(yè)發(fā)展

　　2019年中央一號(hào)文件（以下簡(jiǎn)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(shè)現(xiàn)代氣象為農(nóng)服務(wù)體系”�！皻庀鬄檗r(nóng)服務(wù)體系”概念實(shí)際上在2016年的中央一號(hào)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(wù)體系”這個(gè)提法前面又加了“現(xiàn)代”兩個(gè)字。如何理解現(xiàn)代氣象為農(nóng)服務(wù)體系？“現(xiàn)代”這兩個(gè)字在這里又有什么特別的含義？建設(shè)這樣一個(gè)服務(wù)體系又需要開展哪些特殊的工作？

　　氣象為農(nóng)服務(wù)的核心是提高產(chǎn)量

　　從根本上來(lái)說(shuō)，由于農(nóng)業(yè)靠天吃飯的特點(diǎn)，建設(shè)氣象為農(nóng)服務(wù)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(huì)反映在產(chǎn)量提高上。早期的氣象工作部署對(duì)“避害”的強(qiáng)調(diào)更多一些，對(duì)“趨利”的重視則相對(duì)不足�！氨芎Α本唧w體現(xiàn)在防災(zāi)減災(zāi)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(lái)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對(duì)水土、光照、熱量等要素的綜合利用效率。

　　隨著農(nóng)學(xué)學(xué)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(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)和精細(xì)的測(cè)算，這些作物模型能夠刻畫每種作物的生長(zhǎng)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(xué)知識(shí)結(jié)合起來(lái)，生產(chǎn)者便可以通過動(dòng)態(tài)優(yōu)化種植行為來(lái)提高作物產(chǎn)量。當(dāng)然，這同時(shí)也給生產(chǎn)者提出了更高的要求。從這個(gè)角度上來(lái)說(shuō)，為以小農(nóng)戶為代表的基層生產(chǎn)者提供氣象與農(nóng)學(xué)知識(shí)和技術(shù)服務(wù)，是氣象為農(nóng)服務(wù)體系建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要地方氣象部門與農(nóng)業(yè)、民政、水利、國(guó)土等多部門開展合作，建立起氣象為農(nóng)直通服務(wù)的專門平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步以當(dāng)?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(dǎo)下的優(yōu)化種植方案?jìng)鬟f給基層農(nóng)民。

　　從更宏觀的角度來(lái)看，通過氣象工作“趨利”還可以體現(xiàn)在動(dòng)態(tài)優(yōu)化作物優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)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(dǎo)目前正在進(jìn)行的糧食生產(chǎn)功能區(qū)和重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)保護(hù)區(qū)劃定任務(wù)，并進(jìn)一步形成“兩區(qū)”劃定的動(dòng)態(tài)機(jī)制�？茖W(xué)地把重要的農(nóng)產(chǎn)品布局到更適宜其生長(zhǎng)的區(qū)域，也應(yīng)該成為氣象為農(nóng)服務(wù)工作的重要組成部分。

　　結(jié)合“機(jī)器學(xué)習(xí)”

　　開展氣象大數(shù)據(jù)分析

　　現(xiàn)代氣象為農(nóng)服務(wù)體系中的“現(xiàn)代”二字主要體現(xiàn)在對(duì)前沿科技的應(yīng)用方面。從前面的討論不難看出，氣象服務(wù)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(jià)值的氣象數(shù)據(jù)并不是一件容易的事。

　　以“機(jī)器學(xué)習(xí)”為代表的數(shù)據(jù)科學(xué)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(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來(lái)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)起到重要作用。斯坦福大學(xué)的研究人員在2016年的一篇論文中指出，傳統(tǒng)的天氣預(yù)測(cè)基于大氣物理模型，這類模型通常會(huì)因氣象擾動(dòng)而造成預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的下降，而基于“機(jī)器學(xué)習(xí)”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(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率增加，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域防災(zāi)減災(zāi)的效率將大大提高。此外，長(zhǎng)期氣候預(yù)測(cè)能力的提升也能對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域規(guī)劃的動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)整提供幫助。

　　目前，“機(jī)器學(xué)習(xí)”在氣象數(shù)據(jù)整合和預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用尚處在起步階段。政府應(yīng)加大力度推動(dòng)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(shè)置激勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)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(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)我國(guó)各類氣象數(shù)據(jù)開源分享的力度，為加快推動(dòng)氣象大數(shù)據(jù)研究工作創(chuàng)造條件。

　　聯(lián)系“精準(zhǔn)扶貧”

　　發(fā)展“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”

　　現(xiàn)代氣象為農(nóng)服務(wù)體系的建設(shè)是一個(gè)“上天下地”的過程。“上天”體現(xiàn)在對(duì)氣象本身的認(rèn)識(shí)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(shè)施建設(shè)。這種地面配套建設(shè)又具體體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是為校準(zhǔn)還原地表降水、濕度信息而建設(shè)的地面數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，二是在氣象及作物農(nóng)學(xué)信息指導(dǎo)下，用來(lái)實(shí)現(xiàn)資源要素供給動(dòng)態(tài)優(yōu)化的設(shè)施設(shè)備，這當(dāng)中最典型的例子是可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的灌溉系統(tǒng)。

　　這兩類地面配套建設(shè)本身都具有很強(qiáng)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(shè)施，建成之后，在一定的區(qū)域范圍內(nèi)，每個(gè)小農(nóng)戶都會(huì)因此受益，然而每個(gè)小農(nóng)戶自身又不具備足夠的動(dòng)力和能力去投入對(duì)它們的建設(shè)。也正因?yàn)榇耍�這兩類地面配套建設(shè)需要由政府來(lái)推動(dòng)，并且在很多地區(qū)可以很好地與當(dāng)前的“精準(zhǔn)扶貧”工作結(jié)合起來(lái)�！熬珳�(zhǔn)扶貧”強(qiáng)調(diào)根據(jù)扶貧對(duì)象的特點(diǎn)，因地制宜地制定幫扶方案。利用扶貧對(duì)象當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y源特點(diǎn)，通過地面配套設(shè)施建設(shè)，使農(nóng)戶在生產(chǎn)環(huán)節(jié)逐步向“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，理應(yīng)成為現(xiàn)代氣象為農(nóng)服務(wù)體系建設(shè)的重要一環(huán)。

　　在具體的實(shí)施層面，可以考慮以氣象部門為主導(dǎo)，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(qiáng)調(diào)收集小區(qū)域、局部環(huán)境內(nèi)的地表氣象信息。這個(gè)普查過程本身就會(huì)涉及地面數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的建設(shè)。在基礎(chǔ)設(shè)施建成、“高空—地面”數(shù)據(jù)融合之后，用于指導(dǎo)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(zhǎng)期獲取、更新和維護(hù)精細(xì)化新數(shù)據(jù)的邊際成本便會(huì)大大降低。以此為參照，利用氣象資源特點(diǎn)為當(dāng)?shù)匕l(fā)展“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的方案定制也將成為可能。