科技日报记者 薛岩 付丽丽
陕西省延安市吴起县的黄土地曾经以种植紫花苜蓿、荞麦和发展养羊业为主。如今，这片土地已被十二万亩连绵的苹果园覆盖。这是气候变化带来的深刻改变。资料显示，气候变暖已推动陕西苹果种植带北移200公里，新增适宜区达27.7万公顷。
悄然变化的气候，正无声地重塑着农业的边界。为科学应对这一变局，我国于2023年启动了新一轮农业气候资源普查和区划试点（以下简称“农业气候区划”）工作。
农业气候区划工作将如何为农业应对气候变化提供“导航”？保证工作顺利开展需要哪些科技力量？近日，科技日报记者采访了相关专家。
气候驱动农业版图重构
数据显示，1961—2020年，全国各地区年平均气温基本呈一致上升趋势。
热量资源的增加，显著延长了作物生长季，推动种植边界向北扩展。国家气候中心研究员廖要明介绍，以大豆为例，最近30年，我国大豆已扩种至大兴安岭地区的黑龙江省塔河县南部，平均向北推进了约30公里。“这意味着，曾经因寒冷无法耕种的土地，如今也能长出大豆。”廖要明说。
大豆的“北上”，只是气候驱动下农业版图重构的一个例证。
在黑龙江，玉米极早熟品种可种植区域北移至加格达奇—嫩江—孙吴—黑河—呼玛一线，北移约120公里；水稻种植北界西部由齐齐哈尔北部北移到黑河南部。在新疆，小麦种植北界北移约150公里，全国冬小麦可种植面积整体增加约35万平方公里。在江西，柑橘不同适宜区种植北界平均北移83公里。
气温升高也带来了新的挑战。
在内蒙古，不少农户切身感受到热量条件的变化，开始自发转向种植生长期更长的大豆品种。以扎兰屯地区为例，部分农户通过改种适应气候的新品种，实现了收益增长。然而，这类缺乏科学指导的自发调整犹如与自然“赌博”，极易引发非理性跟风。
此外，气候变暖还会导致极端天气频发，暴雨、洪涝、冰雹等气象灾害也会导致农田减产。暖湿化气候还为病虫害的滋生繁殖提供温床，加剧农业生产的不确定性。
面对气候变化带来的机遇与风险并存的新格局，做好农业气候区划工作，高效利用气候资源、合理规划农业生产，已迫在眉睫。
数据短板成为首要挑战
接受采访的相关专家纷纷表示，农业气候区划是一项系统工程，既依赖于长期、可靠的基础数据支撑，也迫切需要前沿的科研方法，以破解从“产量”到“品质”跨越中的科学难题。
农业气候区划工作，既包括农业气候资源普查，也涵盖农业生产普查，最终目标是为水稻、小麦、大豆等主要农作物建立种植、产量、品质等多维度的区划体系。这项工作的基础在于全面、准确的数据积累。然而在实际推进中，数据短板本身却成为首要挑战。
以核心指标积温为例，它反映了作物生长所需的热量条件，直接影响作物生长周期与产量形成。积温不足会导致作物发育迟缓，过高则可能抑制光合作用。江苏省气候中心农业气象科科长、正高级工程师徐敏指出：“农户只有清楚掌握当地积温变化，才能科学安排播种，避开高温或低温危害。”但在江苏地区的测算中，团队却发现模型显示部分高海拔地区气温反常偏高。经核查，问题源于气象观测站海拔高度不足所导致的数据偏差。这凸显了基础数据质量对区划准确性的关键影响。
这类数据短板并非孤例。在陕西延安，相较于拥有数十年系统记录的传统大宗作物，苹果等特色经济作物的物候观测数据仅积累数年，严重制约了对其生长规律的精准把握。延安市气象局农气中心主任刘志超坦言：“数据匮乏时，我们甚至不得不参考其他县市的数据来制定本地指标。”
如何科学建立气候条件与农产品品质之间的关联模型，是区划工作面临的另一大难题。
品质气候区划是这次农业气候区划工作新增加的任务。随着农业发展方向从“保产量”转向“提品质”，开展“品质气候区划”已成为我国农业气象服务转型的重要任务。
品质区划的复杂性在于，需解析温度、降水、日照等多类气候因子对农产品关键品质成分的综合影响，并厘清其间的相互作用机制。以大豆为例，脂肪和蛋白质含量是评判其品质的“金标准”，但究竟是哪些气候因子主导这些成分的形成？这些因子之间又如何相互作用？黑龙江省气象科学研究所高级工程师曲辉辉说：“划定品质产区不能仅凭单一指标，不能因为某地大豆蛋白质含量高，就简单划为‘高蛋白区’。必须首先排除品种遗传因素的影响，才能准确剥离出气候的作用密码。”这要求科研人员不仅要有扎实的数据基础，更需通过精细的模型分析，揭示气候与品质之间隐藏的规律。
此外，记者在实地调研中发现，当前不同地区还存在观测站点覆盖不足、农业气象服务与生产实际结合不够紧密等问题，这些问题同样制约了农业气候区划工作的成效。
技术支撑助力破解难题
破解农业气候区划工作面临的诸多难题，技术支撑是关键。
廖要明认为，农业气候区划工作需要加大技术研发投入，利用更高水平的气象观测设备和数据处理技术，确保数据的准确性和及时性。“同时，还应加强面向实际需求的科学研究，构建更科学的区划模型，持续优化区划成果。”廖要明说。
大数据技术的深入应用为突破上述瓶颈提供了重要支撑。例如，在去年于扎兰屯市开展的大豆精细化气候区划工作中，内蒙古生态与农业气象中心正高级工程师唐红艳团队运用大数据技术，汇集了上百个大豆品种的数据，系统分析其生物特性，首次明确了当地大豆种植的气候适宜区为积温大于1900摄氏度的区域。
“这相当于为种植户提供了清晰的科学种植指引。”唐红艳说。
推动技术创新与实际应用深度融合，已成为行业普遍共识。中国气象局应急减灾与公共服务司农业气象处处长喻迎春建议，持续加大技术研发投入，借助更先进的观测设备和数据处理技术，提升数据质量与时效性。同时，科研工作需紧密结合农业生产实际，构建更为精准的模型，促进区划成果的持续优化与落地。此外，还应通过培训等方式，增强各方对气候资源普查与区划工作重要性的认识，全面提升业务专业化水平。
中国农业大学教授潘志华认为，未来应进一步融合遥感、地理信息系统、大数据与人工智能等新技术，构建全国一体化的农业气候区划与资源动态评估体系，从而为农业区域布局和种植结构优化提供更精细、更科学的引导。
“这并不是一项孤立的研究任务，而是要形成涵盖指标确立、模型构建、结果验证、应用推广及成效评估的完整闭环。”喻迎春表示，只有建立“研究—应用—反馈—优化”的可持续机制，农业气候区划才能真正成为支撑农业高质量发展、保障国家粮食安全与农产品品质提升的坚实科学基础。
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