李长青 闫晓燕
2010年入春以来,由于日照少、雨水大,辽宁省的一些粮食产区都不同程度地出现了农作物减产的现象,而锦州市太和区大薛乡村民陈永义的15亩玉米地不但没减产,还比往年多收了七八千斤。“多亏了气象站的专家给我们测温测湿,告诉我们气象信息,还催着我们提前早播,才躲过了今年的气象灾害。”陈永义逢人便讲自家遇到的这件好事。
开展农业气象观测,为农民提供从春播到秋收的一条龙服务,陈永义描述的是中国气象局沈阳大气环境研究所建立的地方农业气象试验站为当地农民提供的一项气象服务举措。“十一五”期间,在中国气象局、辽宁省政府和辽宁省气象局的指导下,沈阳大气环境研究所紧紧围绕服务于粮食生产安全、农业气象防灾减灾、农业应对气候变化三大主线,立足辽宁,着眼东北,开展了卓有成效的科学研究和气象服务工作,成功守住了农民的“粮袋子”,有力推动了辽宁乃至东北地区农业的健康发展。
科技支撑气象服务 提高抗旱救灾能力
东北地区是我国粳稻、玉米等商品粮的主产区和供应地,然而近年来频频发生的干旱灾害却成了东北“粮仓”新增百亿斤粮食生产能力的最大障碍。为了解决玉米干旱灾害定量监测预测评估的问题,从“十五”到“十一五”,沈阳大气环境研究所始终坚持以科学控制试验为基础,不断凝练干旱灾害影响定量评价指标,深入研究干旱监测、预报与预警技术,逐步提高干旱灾害的精细化监测与评估能力。
科学试验是突破瓶颈、解决问题的基础,从2005年开始,以沈阳大气环境研究所研究员张玉书为学科带头人的课题组,紧紧围绕实现春玉米干旱影响定量评价这一问题,在锦州农业气象试验站逐年投入科研经费开展试验条件建设和试验,努力打造精品农业气象试验基地。截至目前,已建成700平方米的玉米农田土壤水分控制试验场,安装了一套德国生产的玉米农田大型称重式蒸渗系统,并配备了玉米农田小气候观测系统等大量先进科学仪器设备,基地建设初具规模,为开展农业气象科学试验及承担科研成果中试及转化打下了良好的基础。
承担科技项目、攻克技术难关是科学研究中最艰苦、最困难的环节,然而沈阳大气环境研究所的专家们依靠前期打下的坚实基础和不断的科学试验,最终取得了丰硕成果。沈阳大气环境研究所于2002年承担的辽宁省科技厅重点项目辽宁省农田土壤含水量预报技术研究不但首次确立了辽宁省玉米作物系数,计算了土壤供水系数,自主开发了农田土壤含水量预报系统,还探索出一条基于地理信息系统(GIS)进行农田土壤含水量预报的新路子,填补了辽宁省内相关研究领域多项空白。
2005年,沈阳大气环境研究所针对农田土壤含水量高精度监测和未来含水量变化两方面的气象业务比较滞后的现状,进行了农田土壤含水量监测预报技术推广应用项目的研究,该项目先被科技部列为农业科技成果转化资金项目,后又成功获得中国气象局支持,被列为气象新技术推广项目。此后,沈阳大气环境研究所又开发了GIS平台上的土壤含水量遥感监测业务系统,取得了一系列科技成果。
加快科技成果转化和服务地方发展是科学研究的目的和结果。为了做好科技成果转化,使其发挥出最大效益,沈阳大气环境研究所制定了“立足辽宁,着眼东北”的推广应用方案,在吉林、黑龙江两省及辽宁省14个地级市气象局无偿应用其研究成果。2007年,沈阳大气环境研究所首次发布东北地区2008年春季农田旱情发生趋势预测信息并取得了较好的服务效果,此后又根据辽宁地方标准《气象灾害定义与分级》和国家标准《气象干旱等级》,先后发布了《东北干旱综合监测评估报告》和《辽宁省干旱综合监测评估报告》,辽宁省气象局应用该所的研究成果发布了多个干旱红色或橙色预警信号。
“十一五”期间,沈阳大气环境研究所共发布各类定期农业气象服务产品900余期,各主流新闻媒体频频引用该所的土壤含水量监测和预报信息,辽宁省各市县气象局也使用农业气象研究成果为地方农业生产提供气象服务,这些农业气象服务信息使广大农民实现了从“靠天种地”逐渐向“看天种地”的转变。
应对气候变化影响 保证粮食安全生产
东北地区是我国气候变化敏感区和生态脆弱区,过去和未来的气候变化直接影响到东北地区的粮食生产安全,怎样解答东北气候变暖对我国东北地区粮食生产造成的影响及气候资源的变化趋势和利用情况,如何确保在气候变化背景下东北粮食安全与社会经济的可持续发展,气候变化对东北粮食生产的影响是正是负,气候变化对产量、种植界限的影响如何,如何拓展种植区、更合理配置品种来保障我国的粮食安全等一系列问题,成为摆在气象研究领域的一大难题。
为了解答这一系列的难题,沈阳大气环境研究所依托国家科技支撑计划重点项目、中国气象局气候变化专项、辽宁省科技厅及辽宁省气象局科技发展基金支持,先后启动了气候变化对东北地区玉米生产的影响研究、东北粮食生产格局的气候变化影响与适应等多项研究,并重点开展了东北地区光能资源、热量资源、水分资源等主要农业气候资源的变化特征及趋势分析,完成了东北地区玉米、水稻、大豆三大作物的主栽品种熟型的布局分析及种植带的动态变化趋势分析,开展了干旱、低温冷害、霜冻等主要农业气象灾害变化规律分析及风险区划,还结合作物模型开展了未来40年气候变化对主要作物产量的影响评估。
在成功解答了气候变化对东北地区的整体影响等一系列问题之后,沈阳大气环境研究所又有针对性地就气候变化对辽宁的影响展开了深入而系统的研究。该所先后开展了辽宁省农业气候资源精细化模拟与专题区划,建立了辽宁省农业气候资源综合评价指标体系,开展了光、温、水等主要农业气候资源精细化模拟,详细分析了各类农业气候资源的现状及变化趋势,制作了200余幅农业气候资源精细化模拟图,并对冬小麦、红富士苹果、玉米、丹东柞蚕、朝阳大枣、大连大樱桃及洪涝灾害进行了专题区划,为农业结构调整,发展特色农业提供了科学依据。
提高科技研发投入 建设生态文明家园
保证粮食安全生产,为辽宁乃至东北地区的持续健康发展保驾护航,除了需要为农业生产提供科学的气象信息,提高对气象灾害的预测能力,改善应对气候变化影响的能力,更需要对整体生态环境进行深入研究。东北地区沼泽湿地面积占全国总湿地面积的27.1%,研究湿地生态环境在东北地区的气象研究中占据了举足轻重的地位。
针对东北湿地生态系统逐年严重退化的问题,沈阳大气环境研究所先后承担了中国气象局行政事业类项目“湿地生态环境演变及适应业务开发”及风云三号地面应用系统工程建设项目“东北湿地遥感监测评价关键技术及业务系统建设”的研究,并根据东北典型湿地特点,利用我国自主研发的FY-3A气象卫星为主要数据源,建立起东北地区湿地环境背景数据集,确定了完整的东北典型湿地遥感实时监测评价指标体系。该所还自主研发了东北典型湿地遥感监测评价应用示范系统,实现了气候及人文要素对湿地变化影响的评价;制定了东北典型湿地卫星遥感监测指标、监测产品、监测与评价技术规范,使得东北湿地监测工作走上了规范化道路。
“十一五”期间,沈阳大气环境研究所立足服务辽宁乃至东北地区的社会经济和农业生产,结合农业气象业务工作需求,不断为提高气象业务提供科技支撑。2005年以来,该所共承担各类科研项目近70项,投入科研总经费约1030万元,主持制定国家标准2项、行业标准3项以及地方标准8项,在农业气象领域共获科技奖励22项。未来,沈阳大气环境研究所将继续在气象科技服务地方农业生产的道路上不断进取,取得更大的成绩。