精细化气象服务在设施农业种植中的实践研究

摘要：文章对精细化气象服务在设施农业种植中的运用展开深入研究，并且选取了内蒙古通辽市开鲁县气象局为例，对该局进行精细化气象服务的实际运用进行说明，在对精细化气象服务在设施农业的重要性进行阐述的基础之上，对该局的具体办法进行描述，其中包含了对气象观测系统的完善、预报技术的创新、服务产品的丰富和完善及协同农业部门等实际内容，相关做法对提升设施农业生产效益和农产品质量、增加农作物产量都起到很大的作用，并且能为其他地区开展类似的设施农业气象服务提供重要的经验参考。

关键词：精细化气象服务；设施农业；开鲁县气象局

设施农业是现代农业不可缺少的一部分，能有效保障农产品的供给、增加农业生产的收益。设施农业内部比较封闭，对于外界气象条件要求高，任何细微的变化都可能对作物生长带来较大的影响，所以设施农业需要能够根据实际情况及时了解天气信息，精细化气象服务能够让当地种植户掌握气象环境的变化情况，了解天气趋势，这对于设施农业的顺利开展尤为重要。

一、精细化气象服务在设施农业种植中的重要性

（一）设施农业的特点与气象需求

设施农业是通过人为手段来改变和创造适合作物生产的环境条件，形成的一种人工环境系统，但这种人为控制并未脱离自然气象因素的影响。如设施内的温湿度、光照等条件均受外界天气的影响，冬天由于设施内的保温性能较好，会影响作物的生长速度和品质，夏天将通过通风降温、遮阳等方式来调控气温、光强等外部天气的影响。而设施农业生产中所开展的灌溉、施肥等工作同样也要根据天气情况来进行，为作物提供合理的水分、养分等保障其正常生长。

（二）精细化气象服务对设施农业的影响

做好精细化气象服务能更好地为设施农业的种植提供更精准、更及时的气象信息，使得种植户根据实际情况作出正确的判断与决策；有利于精准地做好防寒保暖、通风降温、防风防雨等工作，避免出现气象灾害造成的损失。此外，精细化气象服务还能为种植户根据作物不同的生长期和设施内部情况提出相应的气象建议：如播种期、灌溉期、施用量等建议，以利于提供作物生长的最佳条件，保证设施农业生产获得较好的产量及质量[1]。

（三）国内外精细化气象服务在设施农业中的应用现状

国外发达国家如荷兰、以色列等，均早早把精细化气象服务应用于设施农业当中，利用气象观测监测技术以及数值模拟模型开展设施内环境的实时监测及精准预报，对设施农业的智能化管理提供支撑。我国开展精细化气象服务起步较晚，在设施农业的精细化气象服务方面的发展也在近几年才被提上议程。然而从现实情况来看，在气象现代化发展潮流之下，越来越多的省份、地区意识到开展精细化气象服务在设施农业中的重要性，各地气象部门加快对设施农业气象服务的支持力度，积极做好相关设施农业气象服务研究工作，并逐步尝试在部分地区开展试验性服务与推广活动，获得一定的成果。譬如部分地区的气象部门设立了设施农业气象观测站，可以通过该站实时监测到温室大棚内的温度、湿度、光照等情况；又或是在部分地区设置气象信息服务移动平台，使种养户可以利用移动互联网进行天气状况查询。

二、开鲁县气象局在设施农业种植中的精细化气象服务实践

（一）气象观测系统的建设与优化

1.观测站点布局

依据开鲁县设施农业的分布特点，在相关区域增设有较多设施农业地区的自动气象观测站，以便及时掌握园区内设施内外的气象情况，每个观测站点都能做到实时获取园区内的气象数据，能够监测温度、湿度、气压、风速等气象要素，并配有光照、温度、湿度、二氧化碳四合一的专用传感器。

2.观测设备更新与维护

为了使气象观测数据达到精度高、可信度强的效果，每年开鲁县气象局都要对观测站进行全面检查维修，更新升级部分观测设备，添置先进的自动化的观测仪器，使得观测的数据更精准，更具有时代性。加强对观测设备的巡检，发现故障，立即排除[2]。

（二）气象预报技术的改进与创新

1.数值预报模式的应用

开鲁县气象局从引进先进的数值预报模式着手，根据当地的自然环境、气候特点进行本地化优化配置。利用数值预报模式对未来一定时段的气象要素值可做较为准确的预测，为设施农业提供中长期气象预报服务。

2.人工智能与大数据技术在预报中的融合

通过使用人工智能和大数据对历史气象数据及设施农业方面的数据进行深度挖掘与分析，基于机器学习方法建立了气象预报模型，在实时观测数据以及既往情况基础上可以较好、较快地做出判断并预测设施内外的气象情况；结合大量的设施农业的实际案例，针对各种不同的天气情况推导出了最适宜设施农业各栽培过程的各项农事活动的最好方式，为种植户作出正确的指导性建议。

（三）精细化气象服务产品的开发与应用

1.设施农业专题气象预报产品

针对设施农业的不同类型以及不同作物品种，开鲁县气象局制作了多种专题气象预报产品，如：面向温室蔬菜种植户提供温室内温度、湿度、光照等要素逐小时预报和一周天气预报服务；面向食用菌种植户提供适宜温度、湿度范围以及适时通风建议预报；面向花卉种植户提供花期天气预报及花期出现病虫害的概率预警等。将各个专业的预报产品通过各种途径发布到各户手中，将预报产品通过手机短信、微信公众号、电子显示屏等渠道传送至户头上[3]。

2.基于移动互联网的气象服务应用

为提高气象服务的便捷性和及时性，开鲁县气象局依托移动互联网开发了针对全县所有设施农业产业用户的服务软件。种植户可以通过手机等移动终端查看设施内外的气象数据、天气预报及农事建议，还可以实现农事操作全程留痕，同时该软件具有当气象条件发生改变或者出现灾害性天气的时候，及时发送预警信息到用户的手机端提醒其做好预防作用。

（四）与农业部门的协同合作机制

1.信息共享与交流平台建设

开鲁县气象局同农业部门建立了气象信息平台，农业部门每月定期向气象部门提供种植、养殖作物情况及需要的服务项目和内容等需求资料，气象部门根据气象特点及时提供气象预报预警信息以及防灾减灾知识等。每年定期召开县设施农业气象服务联席会议，双方就设施农业发展中存在的气象服务问题进行充分沟通和交流。

2.联合开展技术培训与指导

为了提高设施农业种植户的气象防灾减灾意识和能力，开鲁县气象局联合农业部门开展技术培训和技术指导活动，组织邀请气象专家和农业技术人员到设施农业园区为种植户面对面讲授气象知识、设施农业气象灾害防御技术和科学管理方法等内容，并进行现场示范及操作指导。

三、精细化气象服务在设施农业种植中面临的挑战与问题

（一）气象观测数据的质量控制与传输问题

虽然开鲁县气象局在气象观测系统方面做了很多工作，但是在使用时也会有数据质量控制、数据传输方面的问题。如：由于部分观测站点环境恶劣等原因造成部分观测站点数据质量不好；在数据传输中出现信号中断或者数据丢失等问题，进而影响观测数据的完整性及准确及时性。

（二）预报模型的局限性与误差修正

尽管数值预报模式和人工智能技术已经在一定程度上用于气象预报当中了，但是对于部分模型而言，还有些不足，例如，在地势起伏较大或者下垫面特征较为复杂的情况下，该模型可能并不具备很好的拟合效果；另外，在极端天气状况下，预报的准确度也会有所降低[4]。

（三）服务产品的针对性与实用性提升难题

开展精细化气象服务产品开发，尽可能体现设施农业特点、需求，在此基础上仍存在服务产品的针对性、实用性不强的问题：一些预报产品过于专业，农民朋友看不懂；一些建议措施不具备可操作性，不易于被落实到生产中。怎样让服务产品更具有针对性和实用性？成为当前亟待解决的问题。

（四）与农业部门及种植户的沟通协作障碍

虽然开鲁县气象局与农业部门建立了协同合作机制，但是在具体工作中，还是存在一定的沟通协作障碍，如双方之间的信息不能够实现有效互通，使得气象服务与农业生产相脱节；并且部分农户对于气象服务不够了解，对此没有足够的重视，不愿意参加，对于其发挥作用也带来了不小的阻碍。

四、解决精细化气象服务在设施农业种植中问题的策略与方案

（一）加强气象观测系统的维护与管理

1.建立设备维护长效机制

开鲁县气象局应该建立气象观测设备维护的长效管理机制，确定维护设备的责任人以及维护流程，定期巡检观测设备，及时发现并更换出现老化、破损的设备零部件，同时加强对维护人员的业务知识及维修技能的培训，不断提升维修技能和业务水平，保证观测设备的正常使用。

2.优化数据传输网络与备份机制

为保证气象观测数据能够顺利传输到国家中心站，开鲁县气象局应当加强数据传输网络建设，综合利用不同通信手段来实现数据稳定传输的目的，建立完善的数据备份制度，对重要数据进行实时备份工作，避免出现数据丢失的情况，加强对传输数据的校验及审查工作，保障气象观测数据准确可靠。

（二）改进气象预报技术与方法

1.多模式集成预报与误差订正技术

鉴于预报模型本身的局限性，可以通过多模式集合预报方法利用各数值预报模式结果来提高预报精度，并且加强预报误差的研究，制定适合当地实际情况的预报误差订正模型对预报结果进行订正和优化，在不断试验和检验中进一步完善误差订正技术，提高预报水平[5]。

2.引入实地调查与经验判断

在预报气象时除了依靠数值预报模式和人工智能之外，还要结合现场查勘、经验判断。气象工作人员应不定期到设施农业园区去查看作物生长情况及实际生产情况，获取第一手资料；将有经验的农业专家以及种植户邀请过来进行预报会商，充分利用他们的实践经验，结合天气因素来对结果进行补充和完善。

（三）优化精细化气象服务产品

1.深入了解用户需求与反馈

针对服务能力和服务产品存在的问题，开鲁县气象局应加强同设施农业种植户之间的沟通联系，积极了解他们的真实需求，接受他们对我们气象服务产品的意见和建议。通过采取问卷调查、现场访谈、座谈等方式，深入用户了解气象服务产品使用情况，汇总整理他们的意见和建议，依据农户需求，及时调整气象服务产品内容和形式，提高服务产品供给针对性和实用性。

2.个性化定制服务产品与套餐

根据种植户数量规模及类型开展个性化定制化服务产品和服务包，比如针对大中型设施农业企业开展精细化的预报、灾害性预警和生产管理建议等；针对农户发展需要，开展天气预报及农事提醒等。根据种植户需求的不同，量身打造个性化、专业化的产品，制定相配套的服务包。对大企业来说，主要提供天气预报、灾害预警、生产管理建议等服务，对小型种植户则主要是天气预报和农事提醒，让每一位用户都能得到自己想要的产品和服务。

（四）强化与农业部门及种植户的沟通协作

1.建立定期沟通与联合工作机制

进一步加大开鲁县气象局与农业部门的协调力度，建立沟通联系和联合工作机制，每月或每季度召开一次联席会议，共谋设施农业发展的气象服务工作；明确各自的职责分工，进一步强化开展信息共享、技术培训和防灾减灾等方面的工作，形成合力。

2.加强科普宣传与技术推广力度

加大设施农业气象知识科普宣传和技术推广力度，增强农户气象意识和科学种植能力。组织设施农业气象技术培训班、讲座、现场咨询等活动，指导农户学习相关气象知识、设施农业气象灾害防御技术。充分发挥广播、电视、报纸、互联网等媒体作用，宣传精细化气象服务在设施农业生产中的重要作用和取得的应用成效，在全社会形成关注重视设施农业、关心支持精细化气象服务的良好风尚。

结束语

通过精细化气象服务在设施农业种植上的运用分析——以内蒙古通辽市开鲁县气象局为例，了解精细化气象服务有利于设施农业的发展。为此，开鲁县气象局着重从气象观测系统建设、预报技术创新、服务产品开发以及开展与农业部门的合作等方面进行了积极探索和尝试，并取得一定的成效；但是还存在着诸如观测数据质量控制、预报模型局限性、服务产品不够精细实用、协同联动不够等问题，因此应积极采取各种有效的对策与措施，如加强观测系统的维护管理、改善预报技术手段、改进服务产品、加强沟通协调等，进一步满足经济社会快速发展以及现代农业发展的需要。

参考文献：

[1]刘艳,王烨,潘娟娟,杜瑜.设施农业气象服务对水稻种植的影响研究[J].河南农业,2023,(35):54-56.

[2]钟海彬,谢近年,杨家军.设施农业气象服务对农作物种植的影响[J].农业灾害研究,2023,13(10):193-195.

[3]商泽扬.农业气象服务的优势及其在设施蔬菜种植中的应用[J].农业灾害研究,2023,13(09):142-144.

[4]王鑫楚,高月,高琪.农业气象服务在设施蔬菜种植中的应用[J].农业技术与装备,2023,(03):59-61.

[5]张丽达,李佳,何言.农业气象服务在农安县设施农业中的应用[J].南方农业,2023,17(02):214-216+220.