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

多维协同视角下农业灾害防控体系构建:从监测预警到生态修复的路径探索

在全球气候变化与人类活动叠加影响的背景下,农业灾害呈现出频发、广发、重发的态势。干旱、洪涝、低温冻害等气象灾害的极端性显著增强,病虫害的暴发范围与危害程度不断升级,土壤盐渍化、酸化及重金属污染等退化问题持续加剧。这些灾害不仅直接导致作物减产、品质下降,更通过破坏农业基础设施、侵蚀耕地生产力、扰乱市场供应链等传导机制,对区域乃至全球粮食安全构成系统性威胁。据统计,近十年我国年均因农业灾害造成的直接经济损失超过3000亿元,受灾面积约占播种面积的20%以上。面对这一严峻挑战,传统的被动应对模式已难以适应新形势需求,亟需构建一套覆盖“监测—预警—评估—防控—修复—管理”全链条的现代化农业灾害防控体系。

一、精准监测与智能预警:灾害防控的“千里眼”

灾害防控的首要前提是实现对灾害发生、发展过程的精准感知。当前,以遥感技术、物联网(IoT)、大数据分析为核心的监测网络正在重塑农业灾害的认知范式。卫星遥感能够大范围、多时相地捕捉植被指数、土壤湿度、地表温度等关键参数,为干旱、洪涝、霜冻等气象灾害提供宏观态势感知;无人机搭载高光谱相机可对病虫害进行厘米级识别,实现“点对点”精准定位;地面传感器网络则实时采集田间气象、土壤墒情及作物生理数据,形成“天—空—地”一体化的立体监测体系。

智能预警系统的关键在于将监测数据转化为可操作的决策信息。通过构建基于机器学习的灾害预测模型,例如利用长短期记忆网络(LSTM)分析历史气象序列与作物生长阶段的关系,可提前7-15天发布区域性干旱预警;针对小麦条锈病、稻飞虱等迁飞性害虫,结合大气环流模型与虫源基数数据,可动态模拟其传播路径与暴发风险。然而,当前预警精度仍受限于数据时空分辨率不足、模型泛化能力弱等问题,未来需进一步融合多源异构数据,发展可解释性更强的物理-统计混合模型,并建立“预警—响应”的闭环机制,确保预警信息能够直达农户并触发应急行动。

二、多维度风险评估:从宏观概率到微观脆弱性

风险评估是连接监测预警与防控决策的桥梁。传统的灾害风险评估侧重于基于历史数据的概率统计分析,如计算不同重现期下的灾害强度与损失期望。然而,随着农业系统复杂性的增加,评估维度需向“承灾体脆弱性”和“暴露度”延伸。例如,同一强度的干旱在灌溉设施完善的平原区与靠天吃饭的山旱区,其造成的损失可能相差数倍;而不同作物品种、不同生育阶段的抗逆性差异,也决定了灾害影响的异质性。

因此,现代风险评估框架应包含三个层级:一是危险性评估,基于气候模型与历史事件库,量化灾害发生的概率与强度;二是脆弱性评估,通过田间试验与农户调查,分析作物品种、土壤类型、管理水平、基础设施等因素对灾害响应的影响;三是暴露度评估,利用土地利用数据与人口分布图,明确高风险区域内的资产与人口密度。在此基础上,结合GIS空间分析与多准则决策方法,可绘制出“灾害风险热力图”,为保险定价、应急资源调配与土地利用规划提供科学依据。值得注意的是,风险评估需要动态更新机制,以适应气候变化与农业结构调整带来的风险重分布。

三、绿色防控与生态修复:从化学依赖到生态韧性

病虫害防控与土壤退化治理是农业灾害研究的核心战场。长期以来,化学农药与肥料的过度使用虽然短期内控制了灾害,却导致害虫抗药性增强、天敌种群消亡、土壤微生物群落失衡等次生问题。当前,绿色防控理念正推动策略转型:在病虫害领域,推广“生态调控+生物防治+理化诱控”的综合技术模式。例如,利用性信息素干扰害虫交配、释放赤眼蜂等天敌控制玉米螟、种植诱集植物集中杀灭棉铃虫等,均已在多地取得显著成效。同时,抗病虫品种的选育与基因编辑技术的应用,为从源头上降低灾害风险提供了新路径。

土壤退化修复则需遵循“物理改良、化学调理、生物修复”三位一体的原则。针对盐碱地,可采用暗管排盐结合耐盐植物种植;针对重金属污染区,超富集植物(如蜈蚣草)与钝化剂(如生物炭)的联合修复技术已进入示范阶段。更值得关注的是,生态修复不应局限于单一灾害治理,而应着眼于农田生态系统整体韧性的提升。通过构建农田防护林网、恢复沟渠湿地、推广轮作休耕等措施,增强系统对气象波动与病虫害入侵的缓冲能力,实现“藏粮于地、藏粮于技”。

四、应急管理与社会化服务:快速响应与长效协同

当灾害突破阈值,高效的应急管理机制是减少损失的最后防线。这要求建立“分级响应、属地为主、部门联动”的指挥体系,并储备充足的救灾物资(如排水泵、抗灾种子、消毒药剂)。移动互联网技术为应急调度提供了便利:通过“农事直通车”APP,农户可实时上报灾情,系统自动匹配最近的农机服务队与专家团队。灾后评估环节,无人机航拍与卫星影像比对可快速核算受灾面积,为保险理赔与政府救助提供依据。

从长远看,农业灾害防控需嵌入社会化服务体系。例如,政府可通过购买服务方式,引入专业机构开展病虫害统防统治;保险机构基于风险评估结果开发“气象指数保险”“收入保险”等创新产品,将灾害风险分散至资本市场。此外,建立跨区域联防联控机制,如针对东亚飞蝗的“冀鲁豫协同防控区”,可有效打破行政壁垒,实现信息共享与资源调配。

五、跨学科融合与未来展望

农业灾害研究天然具有跨学科属性,需要气象学、农学、生态学、地理信息科学、公共管理学等多领域协同攻关。当前,数字孪生技术、人工智能与区块链等新兴技术正在为灾害防控注入新动能:数字孪生农场可模拟不同灾害情景下的作物生长过程,辅助决策者预演应对方案;区块链技术则能实现农产品溯源与灾害损失认证,增强供应链透明度。

然而,挑战依然存在:基层农户对新技术接受度不高、数据共享