农业气象灾害标准化相关知识
农业气象灾害标准化的主要内容
农业气象灾害标准化的目标内容构成,以农业防灾减灾和农业可持续发展为目标,以行业、产业、种属、品种、灾种为主线,以农业气象灾害观测、预警、评估、防控以及预警信号发布相关的指标、技术、方法、规范、规程等为主要内容,构建农业气象灾害技术标准体系,为行业和产业发展提供技术标准支撑。在具体标准的制定、修订以及实施中,应重点考虑其服务应用于产业链上哪个具体环节,结合标准所涉及的领域和层级分析,进行指标构建、模式选择、方法评价、技术配套、组织管理等。
农业气象灾害指标及其等级标准,是进行农业气象灾害观测、预警、评估、防控以及预警信号发布的基础。在标准制定的内容设计上,应针对具体生产对象发生的具体灾种,以致灾因子选取、技术方法优选、等级指标划分、危害与灾损等为主要内容构成。如小麦干旱、水稻冷害、小麦干热风灾害等级标准等。
农业气象灾害观测、预警、评估技术标准,是实现农业气象灾害时空信息获取、拓展和影响评估的保障。相关技术标准、规范、规程应具有显著的业务应用性特点,应与相关行业、产业的观测网络、专项业务密切结合;因此,在标准制定的内容设计上,应以业务资料信息获取、技术方法与模式选择、吻合性检验以及配套技术等为主要内容构成。
农业气象灾害防控技术标准,是实施农业气象防灾减灾的操作规程。在标准制定的内容设计上,应针对具体承灾体和灾害发生的不同时段,以具体防控技术的生产应用时间、防御效能、田间操作方法等为主要内容构成。
农业气象灾害标准化的灾种
我国气候类型复杂多样,农业气象灾害的孕灾环境千差万别,致灾因子多样,灾害种类众多。温度、降水、光照、湿度、风速等气象要素的变异,单独或组合均能导致农业生物受害。因热量变异引起的有低温冷害、冻害(越冬作物、果树等冻害)、霜冻、热带作物寒害和热害(含高温逼熟、灼伤);降水量多寡引起的有旱灾(含黑灾)、湿害、洪涝、雪灾和雹灾;风力引起的有大风、风蚀沙化等;几种气象因子的变化还可以形成一种综合性的农业气象灾害,如干热风、暴风雪、冷雨等。图17-3给出了按照致灾气象因子分类的农业气象灾害灾种,不同致灾气象因子及其不同时间尺度造成的农业气象灾害不同(表17-6)。同一种气象因子引起的农业气象灾害因出现时间、地区以及不同作物发育期,可以有不同的灾害名称。如低温冷害,在东北地区一般发生在6-8月,称东北冷害或“哑巴灾”;在长江流域则发生在9 -10月份,称秋季低温或寒露风;发生在春季则称春寒或倒春寒。一种农业气象灾害常常又分为若干类型,如低温冷害出现在同一作物的不同发育时段,常分为延迟型冷害、障碍型冷害和混合型冷害。因此,在农业气象灾害标准化的灾种选择方面,要依据灾害危害的轻重缓急、影响大小以及减灾增效高低的原则综合加以选择。近期应优先选取全国、区域、特色优势农产品主产区的主要农业气象灾害灾种,重点围绕干旱、涝渍、冻害、霜冻、寒害、冷害、热害、雪灾、暴风雪、连阴雨、干热风、台风、森林火灾等,开展农业气象防灾减灾技术标准的制定工作。
图17-3 农业气象灾害按灾害源的分类
表17-6 主要农业气象灾害的致灾因子及时间尺度(张养才等,1991年)
农业气象灾害标准化的范围
农业气象灾害标准化的范围,一般包括农业、林业、畜牧业、渔业等行业以及农业生态环境。种植业包括水稻、小麦、玉米、大豆、油菜、棉花、蔬菜、水果、茶叶、花卉、食用菌、糖料、麻类、橡胶等所涉及的农业气象灾害技术标准;林业包括营林造林、森林保护等所涉及的农业气象灾害技术标准;畜牧业包括草原、猪、牛、马、羊、鸡、鸭、兔、蜂等所涉及的农业气象灾害技术标准;渔业包括鱼、虾、贝、藻等所涉及的农业气象灾害技术标准;农业生态环境包括土地退化、荒漠化、植被覆盖等所涉及的农业气象灾害技术标准。近期应重点围绕大宗粮棉油作物、优质水果和蔬菜、天然草场以及具有国际竞争潜力的特色优势农产品生产所涉及的农业气象灾害,开展农业气象防灾减灾技术标准的制定工作。应该指出的是,随着农业生产的发展和社会分工,农业的内涵与外延不断扩展和延伸,农业气象灾害技术标准的范围也将逐渐扩大。
农业气象灾害标准化的思路
构建农业气象灾害标准体系是一项复杂的系统工程,难度大,任务艰巨。农业气象灾害按系统要素构成,可分为孕灾环境、承灾体、致灾因子、灾情四个子系统,其中灾情是孕灾环境、承灾体、致灾因子相互作用的最终结果;按防灾减灾体系,可分为观测、预警、评估防控四个子体系,其中防控是观测、预警、评估综合应用的实际结果。农业气象灾害标准化,就是针对具体承灾体、具体灾种的观测、预警、评估、防控,构建相关的技术标准体系。因此,要科学构建农业气象灾害技术标准体系,需密切结合我国农业亟需解决的资源紧缺和生态环境恶化、保障食物安全、产业升级换代三大关键问题中的防灾减灾需求,以行业、产业、种属、品种、灾种为主线,重点针对大宗与优势特色农产品生产,加强农业气象灾害观测、预警、评估及其业务应用的相关技术标准体系建设,加快农业气候资源利用与农业生态气象减灾技术标准的制修订,构建统一、权威的农业气象灾害技术标准体系。
农业气象观测标准化现状
自21世纪初以来,农业气象观测标准化工作从无到有,从小到大,正在积极开展,截至2011年12月为止,已正式发布了相关的国家标准2项、气象行业标准4项,正在制定相关的国家标准3项、气象行业标准15项(表17 -1 -表17 -4)。但这些工作对目前的全国农业气象观测任务来说还远远不够=
随着社会经济的发展以及气象服务领域的进一步拓展和深入,农业气象观测内容在不断地调整和增加。随着科学技术水平的提高,农业气象观测自动化仪器将不断地被研发,并投入业务应用。随着遥感技术的发展,以地基、空基、天基遥感器为平台,开展农业气象观测已成为可能,同时也是农业气象观测的发展方向之一。因此,大力推进农业气象观测标准化工作已成为当前刻不容缓的重要任务。
表17-1 已正式发布的相关国家标准
表17 -2 已正式发布的相关气象行业标准
表17 -3 正在制修订的相关国家标准
表17 -4 正在制修订的相关气象行业标准
农业气象观测标准化的需求
目前我国农业气象观测项目繁多,观测方法以人工和简单器测为主。随着科学技术的发展,不断研发出新的观测仪器和新的观测方法,如自动土壤水分观测仪已在全国气象系统布网观测;农业气象观测自动化系统原理样机已研制成功,经进一步研发后可在业务和科研中应用;遥感观测农作物、土壤水分、林木、果树等技术日益完善等。近20年来,气象系统的农业气象观测一直按1993年出版的《农业气象观测规范》执行,已发布和已立项正在制定的农业气象观测相关标准很少,这些现状已不能适应由于社会经济的发展,农业的方方面面对农业气象观测的需求,因此,为了满足气象事业发展以及气象为农业服务的深度和广度不断拓展的需求,迫切需要建立一个比较全面的农业气象观测标准体系。
农业气象灾害标准化的需求与现状分析
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中提出要提高农业综合生产能力,其中农业防灾减灾工作的主要目标之一是力争因灾损失粮食控制在10%以内。农业气象灾害作为最主要的农业自然灾害,防灾减灾任务十分艰巨。因此,要以农业生产全程防灾减灾为目标,对于关系国计民生的大宗农产品,具有比较优势的蔬菜等经济作物和畜禽水产品等劳动密集型农产品以及具有地方特色的名优土特农产品,建立与现代农业生产发展相适应的农业气象灾害综合减灾技术与标准化体系,开展业务化服务,提升灾害观测预警的准确率和时效性,提升影响评估的客观性和量化性以及防灾减灾的调控能力,实现及时、准确地为各级政府、农业生产部门、广大农民群众提供农业气象灾害观测预警和影响评估等信息,为国家农业防灾减灾以及减灾目标的实现提供信息决策服务。
农业气象灾害标准化是开展农业气象防灾减灾的基础。农业气象灾害技术标准体系是由信息获取、灾害识别、产品制作与生产应用等环节的若干技术标准按内在联系构成的科学体系。农业气象灾害观测、预警、评估业务服务的实现,相关数据信息、致灾指标,技术方法等的标准化支撑是关键,只有实现了数据信息、致灾指标、技术方法的标准化,才能规范全国或区域灾害信息获取、建立具有时间和空间可比较性的灾害指标,形成全国或区域灾害观测、预警、评估的规范化结果。近年来,随着国家农业防灾减灾需求的不断加大,标准对农业减灾效益评价、救灾措施实施以及资源分配、应急预案响应等的决策作用日益明显。国家、相关政府部门、农业生产者对农业气象灾害技术标准的需求越来越迫切,要求也越来越高。因此,尽快建立和健全农业气象灾害技术标准体系,加强与农业气象防灾减灾业务服务相关的信息、指标、技术等的标准化、规范化工作;对推动农业气象灾害观测、预警、评估与防控技术水平的进步有十分重要的支撑作用,对提升气象为农业服务的能力、提升农业综合防灾减灾的能力和决策服务水平意义重大。
农业气象灾害标准化是针对性开展农业气象防灾减灾的保证。由于我国农业气象灾害显著的多样性、复杂性、区域性特征,要实现有针对性地开展农业气象灾害的观测、预警、评估和防控,只有在农业气象灾害的信息获取、致灾指标构建、观测预警和评估技术方法、防控配套技术等方面实现标准化,才能真正形成全国或区域规范一致的农业气象防灾减灾服务产品,为国家农业防灾减灾决策以及制定救灾对策、农业灾害保险政策,调整农业种植结构、优化作物布局等提供标准化的信息依据。以实现最大限度地减轻农业气象灾害造成的危害,保证农业的可持续发展和社会经济的稳定。
与国家农业防灾减灾对农业气象灾害技术标准的迫切需求不相适应的是,目前我国农业气象灾害标准化建设明显缓慢。现已发布的与农业气象灾害相关的国家标准有7项,其中直接相关的仅有4项;包括《主要农作物高温危害温度指标》、《牧区雪灾等级》、《农业气候影响评价:农作物气候年型划分方法》、《土地荒漠化观测方法》,以及《气象干旱等级》、《暖冬等级》、《寒潮等级》。相关的行业标准有12项,其中直接相关的有9项;包括《小麦干旱灾害等级》、《小麦干热风灾害等级》、《冬小麦、油菜涝渍等级》、《水稻、玉米冷害等级》、《香蕉、荔枝寒害等级》、《作物霜冻害等级》、《寒露风等级》、《早稻播种育秧期低温阴雨等级》、《森林火险气象等级》,以及《积雪遥感观测技术导则》、《雷电灾害调查技术规范》、《雷电灾害风险评估技术规范》。在研制定的相关国家标准22项,相关行业标准31项。已有和在研的与农业气象灾害相关的国家标准、行业标准,从对象和灾种上,远未覆盖我国大宗优势特色农产品生产中的主要灾种;从灾害观测、预警、评估与防控上,尚未形成系列配套的农业气象灾害技术标准体系。因此,急需在现有工作基础上,继续加强创新性研究,尽快建立农业气象灾害观测、预警、评估和防控技术及其标准化体系,实现全国或区域农业气象灾害观测、预警、评估业务服务的规范化、标准化。
农业气象观测标准的一般编制要求
(1)概述部分
——封面;
——目次;
——前言;
——引言。
(2)一般性规范部分
——名称;
——范围;
——规范性引用文件。
(3)技术性规范部分
——术语和定义;
——符号和缩略语;
——观测方法和观测精度(人工观测,自动观测、遥感测量等);
——观测用的仪器、设备和其他的辅助条件;
——观测步骤;
——资料处理和计算方法;
——观测结果表述;
——其他。
(4)补充部分
——参考文献;
——附录;
——附加说明。
农业气象遥感观测标准的编制原则
近30年来,农业气象遥感观测技术发展迅速,在农业气象观测中越来越显示出其重要作用。在编制遥感农业气象观测标准时,除了遵循上述的集约性、独立性、定量性和可操作性原则外,还应遵循以下原则。
①可靠性。农业气象遥感观测技术是通过遥感器远距离(不接触农业生物)采集农业生物的相关数据,再对这些数据进行分析,通常采用与地面实测数据比对的方法来获取农业生物的信息。因此,为了保证农业气象遥感观测信息的可靠性,应采用精度高、稳定性好的计算方法和模型,并给出每种计算方法和模型适用的空间尺度和时间尺度。
②先进性。遥感技术是国内外发展比较快的高新技术,新的、精度更高的计算方法和模型不断地补充进来,因此,在编制遥感农业气象观测标准时,在保证精度的前提下,应采用最新的计算方法和模型。
③国际性。在遥感农业气象编制观测标准时,既要考虑到中国的农业气象特点,同时也注意到在国际上的可比性和一致性,与国际最新研究成果接轨。
农业气象自动化观测标准的编制原则
我国农业气象自动化观测技术的研究和业务应用还处于起步阶段,因此,编制自动化农业气象观测标准,除了遵循上述的集约性、独立性、定量性和可操作性原则外,还应遵循以下原则。
①通用性。标准规范的观测指标值和测量精度等技术数据,应针对同一类仪器,避免只对具体的某种型号的仪器。
②可持续性。针对不同的地区、不同的仪器,应规范仪器的维护规程和仪器的定标规程,保证仪器使用的可持续性和观测任务的连续性。
③精确性。应规范仪器观测数据的检验方法,确保观测数据的精确性。
农业气象人工观测标准的编制原则
由于农业气象人工观测中很多观测项目仍是定性判断,如自然物候观测中的动物物候,人工观测常难以准确捕获,植物物候也难以准确记录确切的发育时间,作物密度、长势等观测,常由于不同的观测人员存在30% - 60%的误差。因此,在编制人工农业气象观测标准时,除了遵循普遍性的标准制定原则外,还应遵循以下原则。
①集约性。由于农业气象人工观测包括农作物、林木、果树、蔬菜、畜牧、渔业以及农业小气候等观测对象,观测项目又多又细,因此,在编制人工农业气象观测标准时,应遵循集约性原则。针对某一种主要农业生物,把与其相关的观测内容归到同一个标准,针对某些次要农业生物,可以把几种农业生物的相关的观测内容归到同一个标准。如主要农作物玉米,可以把春玉米、夏玉米及其相关的观测内容归到同一个标准,又如次要农作物红麻和亚麻,可以把它们相关的观测内容归到同一个标准。
②独立性。由于农业气象人工观测项目繁多,不同的人工农业气象观测标准之间应有明确的界限,避免重复。
③定量性。虽然绝大多数农业气象观测项目用人工观测和简单的器测,但观测结果应尽可能用定量的数据来表述,对只能根据定性判断的观测项目,应尽量给出具体的判断标准。
④可操作性。在满足集约性、独立性和定量性的同时,还应考虑到计算简单、资料易得、可操作性强等方面。
农业气象灾害标准化体系
农业气象灾害标准体系是指一系列具有科学内在联系的农业气象灾害技术标准构成的有机整体,其目的是把以农业气象防灾减灾技术标准为核心,包括农业生产全过程的防灾减灾操作规程在内的标准集合起来,充分发挥其在农业防灾减灾中的规范作用,更好地为农业生产服务,为现代农业发展提供气象保障。农业气象灾害标准体系涉及的技术标准包括信息获取标准、致灾等级标准,观测、预警、评估和防控技术规程,预警信号发布标准等。一个完整的农业气象灾害标准体系应是由国家、行业、地方标准(规范)构成的结构合理、相互配套的系列标准集。农业气象灾害标准化的过程,就是运用简化、统一、协调、选优原理,把农业气象灾害防灾减灾的科研成果和先进技术转化成标准,加以实施,并取得最佳经济、生态、社会效益的可持续过程。
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