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农业与生态环境紧密联系,农业绿色转型在全社会绿色演进格局中具有基础性支撑作用。农业生产是光、热、水、气等气象资源向生物质与农产品转化的过程。气象资源的时空节律、供给总量、匹配程度与波动特征对农业生产关系重大,在某些特定条件下,甚至可以起主导作用。在全球气候变化加剧、极端天气频发的背景下,重新认识气象资源的特征与作用机理,对于推进农业绿色可持续发展具有重要的理论和实践意义。 气象资源对农业生产的作用与调控机制 气象条件(光照、热量、降水、二氧化碳等)在农业系统中同时具有环境与资源双重属性,是农业生产的重要特征之一。气象条件的环境因素构成农业生物生存和发展的外部背景,其时空变化直接影响生物生长发育进程。气象条件的资源因素以物质和能量形态直接进入农业生产过程,成为有机物的组成部分。二者相互依存、相互转化。 农业生产是气象资源的转化过程。农业生产通过光合作用合成生物质,这个过程中的主要参与要素为太阳辐射、水、二氧化碳等气象要素。因此,农业生产从某种程度上说是把以气象资源为核心的自然资源转化为农产品和生物质的过程。当然,这个过程中也需要氮、磷、钾等要素的参与,这些要素可以促进或抑制作物的生长发育与产量形成,从而影响气象资源的转化率。在这个过程中,不同气象环境背景下的气象资源转化速率不同:当温度、水分等要素适宜时,转化速率就快,就会有较多的气象资源被转化为生物质;否则,就转化得慢或不能转化。 气象资源与农事活动相互作用、相互影响。人们可以采取技术措施调控气象资源的转化过程,使更多的气象环境转化为气象资源。农业生产中的品种选择、播期调整、肥料施用、灌溉排水、田间设施调控等人工措施,本质是对气象资源的主动适配与优化。一方面弥补气象资源供给不足,挖掘资源潜力;另一方面规避气象环境胁迫,弱化负面环境影响。合理的农事管理能够拓宽作物气象适宜区间、提升资源转化效率;而盲目增量投入、统一化管理、违背物候节律的生产方式,则会打破气象要素与作物之间的平衡关系,最终造成生产与生态双重损失。 科学把控气象资源是协调生产与生态的关键。气象资源贯穿农业生产资源转化的全过程。当条件适宜时,转化过程顺畅;当条件不适宜时,转化过程受阻。农业绿色可持续发展的首要目标是保障这一转化过程高效、稳定、低损耗、低扰动。农业生产与生态保护的矛盾,集中体现为对气象资源的利用强度和程度。利用强度不超过资源更新速率、利用程度不超过生态承载阈值是可持续发展的基本要求。充分利用气象资源可促进农业生产,如光热资源丰富地区通过提高复种指数增加产量。但过度利用会引发生态问题,如过度抽取地下水会导致地面沉降,盲目开垦会造成水土流失。 当前存在的突出问题 当前,在具体农业生产中由于对气象资源的认识不足,衍生出一系列生产生态问题。 一是单一强调环境属性,忽视资源属性价值。农业生产中将气象简单视为影响产量的外部环境,防控气象灾害成为主要目标,而气象资源作为生产要素的价值未被充分重视。生产布局、品种选育、播期设置未能依据区域光热、降水资源禀赋优化配置,导致气象资源闲置,光能利用率、热量利用效率较低,区域农业生产潜力未能有效释放。片面依靠化肥、农药、灌溉等人工投入弥补产量短板,陷入“重人工、轻自然”的认知误区。 二是资源利用不足与过度利用并存。在一些情况下,气象资源利用不充分。在光热条件优越的农区,由于种植制度相对单一、品种搭配不合理,作物冠层对太阳辐射截获率偏低,热量资源利用率不足,气象资源转化效率未达区域最优水平。在另一些情况下,气象资源又被过度利用。生产中不管气象要素适宜阈值与承载上限,高强度施肥、大水漫灌,造成农业面源污染和地下水超采等问题。 三是人工管理与气象时序节律不匹配。气象资源具有显著的季节波动、日变化节律,作物养分吸收、光合速率也随之动态变化。传统生产中,水肥供给、农事操作与气象节律、作物生长节律总是错位。光热充足、作物需肥需水旺盛时,供给不足;光热偏弱、作物代谢缓慢时,水肥过量。节律错位导致资源利用效率下降,形成“投入高、效率低、污染重”的恶性循环。 科学利用气象资源的路径 强化理论认知,树立气象资源综合调控理念。在农业科研、技术推广、生产管理中加大气象资源的知识普及力度,树立“趋利避害、适度利用、阈值管控”理念,将气象资源利用率、气象适配度纳入农业高质量发展评价指标,从思想层面纠正重投入、轻资源,重防灾、轻利用的偏差。 把握分布规律,制定气象资源分类管理与利用策略。在气象资源优越区,主攻潜力挖掘,优化种植制度与品种布局,提升光热水资源转化效率;在气象资源临界区,坚守适宜阈值,严控投入总量,防止气象胁迫与人为过载叠加;在气象资源脆弱区,优先规避气象风险,适度开发气象资源,保护原生生态。 坚持协同匹配,发展节律适配型精准农业技术。针对气象与农事节律错位问题,发展气象适配型精准管控技术。根据气象要素实时状态、作物生育阶段,动态调整施肥、灌溉等农事活动。推行看天管理,让水肥供给、田间调控紧跟气象节律,在气象资源高效期加大利用力度,在气象胁迫期减少人工投入,从技术层面提升资源转化效率、降低生态污染。 严守气象阈值,构建阈值约束型投入管控体系。将作物气象适宜阈值作为农业投入的刚性约束,严禁在高温、渍涝、寡照等气象超限阶段增施化肥、大水漫灌。配套推广缓释肥、保水剂、节水灌溉等绿色生产技术,在发挥气象资源效能的同时,把人工投入严格控制在气象资源承载范围之内,从源头削减农业面源污染与水土资源消耗。 优化生产布局,提升农田生态系统气候韧性。研发推广抗逆、高资源利用效率的作物新品种。合理安排作物布局和茬口衔接,提高光温水资源的匹配度和利用率。推行轮作、间作、套种多元化种植制度,构建农林复合系统,实施秸秆还田、绿肥种植等措施,维持生物多样性和生态系统服务功能,提升气候韧性。 (责编:田旭)
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