农业灾害研究

主管单位:江西省农科院

主办单位:江西省农业科学院

编辑出版:《农业灾害研究》杂志社

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创刊时间:2011

出 版 地:安徽省合肥市

出版周期:月刊

期刊语种:中文

期刊开本:16开

国际标准连续出版物号:2095-3305

国内统一连续出版物号:36-1317/S

农业灾害研究的跨学科融合:从监测预警到生态修复的韧性路径

在全球气候变化加剧与人类活动强度增大的双重背景下,农业系统正面临着前所未有的脆弱性挑战。极端天气事件频发、新型病虫害跨境传播、土壤退化与水资源短缺等问题交织叠加,使得农业灾害研究从传统的单一灾种应对,转向多维度、跨尺度的系统性治理。作为连接基础科学与应用实践的桥梁,《农业灾害研究》期刊致力于构建一个集灾害监测、风险评估、生态修复与应急管理于一体的学术平台,为保障粮食安全与农业可持续发展提供坚实的理论支撑与技术路径。

一、灾害监测:从“被动响应”到“主动感知”的技术跃迁

精准的灾害监测是有效防控的第一道防线。当前,遥感卫星、无人机、物联网传感器与地面观测站共同构成了“天-空-地”一体化监测网络。例如,利用合成孔径雷达(SAR)数据可穿透云层监测洪涝淹没范围,而高光谱成像技术能早期识别作物因干旱或病害导致的生理参数变化。在病虫害防控领域,基于机器学习的图像识别系统已能通过田间摄像头实时捕捉害虫种群动态,结合气象数据预测迁飞路径。然而,监测技术的瓶颈在于数据融合与实时传输——如何将多源异构数据转化为决策者可即时使用的预警信号,仍是当前研究的重点。未来,随着边缘计算与5G通信的普及,农业灾害监测将实现从“事后分析”向“实时预警”的跨越,为应急响应争取宝贵时间窗口。

二、风险评估:构建多因子耦合的动态模型

农业灾害的风险并非单一因子所致,而是致灾因子、暴露度与脆弱性三要素的复杂函数。传统风险评估多依赖历史灾损统计,难以捕捉气候变化下的非平稳性特征。现代风险评估模型正逐步引入贝叶斯网络、随机森林等机器学习算法,将气象、土壤、作物生长阶段及社会经济数据纳入统一框架。例如,针对干旱灾害,研究者可结合标准化降水蒸散指数(SPEI)、土壤含水量遥感反演及作物需水模型,生成不同重现期下的产量损失概率分布。值得注意的是,风险评估需兼顾时空尺度:宏观尺度上需识别粮食主产区的风险热点,微观尺度上则需量化单个农户的灾损阈值。此外,病虫害的传播动力学模型(如SEIR模型)被成功用于预测小麦条锈病、稻飞虱等跨境迁飞性害虫的扩散路径,为区域联防联控提供了科学依据。

三、病虫害防控:从化学依赖到绿色集成策略

长期以来,化学农药的过量使用导致了抗药性上升、天敌种群消亡及环境污染等次生灾害。《农业灾害研究》倡导的病虫害防控正转向“预防为主、综合防治”的绿色路径。生物防治方面,利用寄生蜂、病原微生物(如白僵菌、苏云金芽孢杆菌)及植物源农药已取得显著进展;农业防治则通过调整播期、轮作倒茬及抗性品种布局,破坏害虫的食物链与栖息环境。例如,中国长江流域推广的“稻-鸭共作”模式,既控制了稻飞虱的爆发,又减少了化肥投入。然而,绿色防控的规模化应用仍面临成本高、效果不稳定等挑战。未来,需加强天敌昆虫的人工繁育技术、微生物农药的田间持效性研究,并借助大数据平台实现病虫害的精准施药——仅在达到经济阈值时启动局部干预,从而最大化生态效益与经济效益的平衡。

四、气象灾害:极端事件下的适应性管理

干旱、洪涝、低温冻害、热浪及台风是威胁农业的主要气象灾害。以干旱为例,其影响不仅表现为即时减产,更可能引发土壤盐渍化、地下水超采等长期退化问题。应对策略需从“灾后补偿”转向“灾前适应”:在作物层面,通过基因编辑技术培育耐旱、耐涝、耐高温品种;在田间层面,推广保护性耕作、集雨补灌及覆盖保墒技术;在区域层面,优化种植结构,例如将高耗水作物向降水丰沛区转移。对于低温冻害,基于积温模型的预警系统可指导农户采取熏烟、覆盖或灌溉防霜措施。值得注意的是,复合型气象灾害(如高温干旱并发)的致灾机理更为复杂,亟需发展耦合多灾种的动态评估模型,并建立分级响应预案。

五、生态修复:重建受损农业系统的韧性

土壤退化、盐碱化及重金属污染是农业灾害的隐性形态,其修复周期长、成本高。生态修复的核心在于恢复土壤的物理、化学与生物功能。物理修复如客土置换、深耕翻压;化学修复如施用改良剂(石灰、石膏、生物炭)钝化重金属活性;生物修复则利用超富集植物(如蜈蚣草修复砷污染)或微生物群落降解有机污染物。近年来,基于“土壤-微生物-作物”互作机制的研究表明,接种丛枝菌根真菌可增强作物对盐胁迫的耐受性,同时促进土壤团聚体形成。此外,构建农田防护林带、恢复湿地缓冲区等景观尺度措施,能有效减缓风蚀与水土流失。生态修复需遵循“因地制宜、循序渐进”原则,避免过度工程化干预导致次生生态风险。

六、应急管理:构建协同高效的响应体系

农业灾害应急管理涵盖预案制定、物资储备、灾中救援与灾后重建全链条。当前,许多地区仍存在“重救灾、轻防灾”的倾向,应急物资储备不足、部门间信息壁垒等问题突出。先进经验表明,建立“政府主导、科研支撑、农户参与”的三级响应体系至关重要:科研机构负责灾害预警模型与应急技术包开发,管理部门统筹调度资源(如种子、农药、排水设备),农户则通过培训掌握自救互救技能。例如,在台风来临前,基于地理信息系统(GIS)的疏散路线规划可减少人员伤亡;灾后,无人机遥感可快速评估作物受损面积,为保险理赔与补种计划提供依据。未来,应推动农业灾害保险从“单一产量险”向“指数保险+收入保险”转型,利用区块链技术实现理赔流程的透明化与自动化。

七、粮食安全:灾害韧性下的全球战略

农业灾害对粮食安全的威胁具有跨国传导效应。2022年南亚热浪导致小麦减产,直接冲击全球小麦贸易格局;而蝗灾在非洲之角的肆虐,使数千万人面临饥