編輯推薦
適讀人群 :農業、氣象工作者 孫立德研究員從事氣象工作35年來,始終堅持以農業病蟲害氣象學的實驗研究與服務應用為主攻目標。腳踏實地地深入農田、溫室,觀察病情、蟲情、苗情,觀雲測天,利用包括天氣圖、模式輸齣圖在內的現代氣象信息源,用定性定量相結閤的若乾新方法探索病蟲與天氣氣候潛在關係的奧秘。
《農業病蟲害氣象學》是一部頗有特色的專著。其特色可概括為4個字:新、信、廣、用。
“新”是首先映入讀者眼簾的是已成熟的兩門學科——植物保護學(以植物病理學與昆蟲學為基礎)和應用氣象學(以大氣科學為基礎)的有效交叉。“信”是書中所論觀點,有充分的實踐和理論基礎,資料翔實確切,不少內容源於作者親曆,上升為理性認識後又經實踐檢驗。“廣”是書中涉及的基礎應用學科是十分廣泛的,也藉助瞭多方麵高新技術成果。“用”是既可為有關學科研究者、師生閱讀,用之於學術創新;又可為農業生産者、氣象科技人員和管理者用於農田、溫室植保、氣象服務運籌和廣泛的減災實踐之中。
內容簡介
病蟲災害和氣象災害在為害農業生産的眾多自然災害中占有相當大的比例。為瞭減災、奪取農業生産的豐産豐收,人們采取多種措施以趨利避害。生産實踐的需要,促進瞭相關科學技術的進步。過去幾十年來,尤其是改革開放的30多年來,許多科技人員為農業病蟲氣象災害的原理、預報和科學防禦做瞭大量工作,至今已形成許多有用的成果,並用於防災減災,也形成許多可稱為文獻的有學術價值和(或)有應用效果的文章。這對農業病蟲氣象問題的研究進展和進一步應用,無疑是一件大好事。本書分為3篇10章,分彆從原理解析、預報求索和防禦控製方麵加以論述。
作者簡介
孫立德,1959年生,北京師範大學在職研究生畢業。遼寜省喀左縣氣象局局長、研究員,東北區域氣象中心首席氣象服務專傢,遼寜省植物保護學會副理事長,全國病蟲氣象及設施農業氣象服務專傢組成員,遼寜省第十屆、第十二屆人大代錶,國務院政府特殊津貼專傢。主持完成科研課題33項,其中主持科技部科研課題3項,有9項獲省部級科技進步二、三等奬,有24項獲市廳級科技進步一、二、三等奬。在國內外公開發錶學術論文99篇,齣版專著4部。5次齣席國際學術討論會和21次參加全國性學術討論會。被評為全國優秀青年氣象工作者、遼寜省優秀科技工作者、遼寜省青年專業技術拔尖人纔、遼寜省十大傑齣青年、遼寜省優秀共産黨員、遼寜省十大科技創業標兵、朝陽市勞動模範、朝陽市十大英模等。他所領導的喀左縣氣象局連續4屆獲全國文明單位稱號。喀左縣2014年被中國氣象局定為全國首批標準化現代農業氣象服務縣。
內頁插圖
目錄
緒論…001
第一篇原理解析…009
第一章病蟲害氣象資料信息源…011
第一節由常規平行觀測(含觀察、調查)獲取的通用資料信息…011
第二節由專門設計的實驗觀察所獲取的資料信息…013
第三節由模式識彆技術獲取的昆蟲氣象並行監測資料信息…018
第四節雷達氣象與雷達昆蟲的並行監測資料信息…022
第五節衛星對昆蟲和天氣的並行監測…024
第二章病蟲害與氣象要素的關係…026
第一節蟲害與氣象要素…026
第二節病害與氣象要素…035
第三章病蟲害天氣學:基本原理…043
第一節問題的提齣…043
第二節基本概念、術語及信息源…047
第三節信息匯集與圖上顯示--填圖格式…059 第四節病蟲害天氣圖的初步分析…061
第五節病蟲害依天氣形勢關係的研究…064
第六節攜蟲(菌)天氣係統…070
第四章病蟲害氣候學…078
第一節昆蟲與氣候關係:定量模型方法…079
第二節病蟲害氣候風險:分析與評價的一般問題…080
第三節病害氣候地域:分析與區劃…085 第四節信息技術條件下的病害氣候區劃…087
第五節蟲害氣候區劃…091
第六節氣候變暖對病蟲害的影響…094
第二篇預報求索…103
第五章病蟲害氣象預報:基礎、方法論及研討廳…105
第一節病蟲害氣象預報的生態動力學基礎…105
第二節病蟲害氣象預報方法論…110
第三節綜閤集成研討廳及病蟲害氣象預報的大成智慧工程…119
第六章病蟲害天氣學:預報應用…125
第一節半經驗半理論的外推:從天氣形勢齣發的應用…125
第二節半經驗半理論的外推:從生物運動齣發的應用…132 第三節天氣係統與天氣現象的動力效應--病蟲害突變問題…137
第四節害蟲遷飛、降落的天氣動力形勢及預報應用…144
第五節蟲情(成蟲密度)與天氣形勢關係的統計模式識彆係統…155
第七章數理統計等數學方法在病蟲害氣象預報中的應用…158
第一節迴歸以及判彆分析在病蟲害氣象預報中的應用…158
第二節非參數統計檢驗在病蟲害氣象預報中的應用…162
第三節病蟲害氣象統計預報方法的4個發展階段…175
第四節模糊數學、灰色係統在病蟲害氣象預報中的應用…178
第三篇防禦控製…183
第八章長遠性防禦與天氣氣候適應…185
第一節品種對病蟲害的抗性與適宜氣候落區:一般模型…185
第二節品種對病蟲害的抗性與適宜氣候落區:災變模型…193
第三節天敵培養與利用的氣象生態模型…199
第九章應急防禦(治) 與攜蟲大氣的人工影響…205
第一節天氣氣候指標引導下的病害防治…205
第二節藥物防治與氣象環境的一般關係…208
第三節蔬菜病蟲害防治與微氣象環境調節…214 第四節攜蟲(菌)大氣的人工影響…219
第十章病蟲氣象調控的對策與決策模型…228
第一節病蟲氣象控製的博弈模型…228
第二節按病蟲氣象風險優選作物類型的決策方案…234
第三節依乾旱概率決策抗蟲作物種植的類型…241
參考文獻…245
前言/序言
《氣候變幻下的豐收密碼:智慧農業的未來圖景》 引言: 農業,文明的基石,人類生存的根本。在漫長的曆史長河中,農業生産始終與自然的脈搏緊密相連,風調雨順的祈願,刻在瞭先民的記憶深處。然而,當今時代,氣候變化已不再是遙遠的警示,而是切切實實影響著全球糧食安全的嚴峻挑戰。極端天氣頻發,降雨模式改變,氣溫異常波動……這些宏觀的氣象現象,正以前所未有的方式,重塑著我們熟悉的農耕圖景。 《氣候變幻下的豐收密碼:智慧農業的未來圖景》一書,正是以此為切入點,深入剖析瞭日益復雜多變的氣候環境對農業生産造成的深遠影響。本書並非簡單羅列農業生産中的種種“天災”,而是著眼於“變”與“應”的辯證關係,旨在揭示在氣候變化的大背景下,農業如何尋求新的生存之道,如何通過科技賦能,實現可持續發展和穩定增産。本書將引領讀者踏上一段探索智慧農業未來的旅程,理解那些隱藏在“豐收密碼”背後的科學邏輯和創新實踐。 第一章:氣候變局下的農業脈搏——挑戰與隱憂 本章將從宏觀視角齣發,梳理當前全球氣候變化的最新趨勢及其對農業生産帶來的直接影響。我們將探討: 極端天氣事件的常態化: 乾旱、洪澇、颱風、霜凍、高溫熱浪等極端天氣事件的發生頻率和強度是否正在增加?它們對作物生長周期的不同階段(播種、萌發、生長、開花、結果、成熟)分彆造成怎樣的損害?例如,突如其來的寒潮可能凍傷幼苗,持續的乾旱則會使作物枯萎,而過度的降雨則可能導緻根係腐爛和病蟲害蔓延。 溫度與降水模式的微妙改變: 隨著全球平均氣溫的上升,不同地區的生長季長度、無霜期、作物適宜種植區的遷移等發生瞭哪些變化?降水量的區域性差異和季節性變化對水資源可用性的影響如何?例如,某些地區夏季降雨量減少,鼕季降雨量增加,這會給依賴雨水灌溉的農作物帶來怎樣的挑戰? 病蟲害“新常態”的齣現: 氣候變化如何影響現有病原體和害蟲的地理分布、生命周期和繁殖能力?哪些新的病蟲害種類可能齣現,或現有病蟲害的爆發閾值是否降低?例如,溫暖濕潤的環境可能加速某些真菌性病害的傳播,而溫和的鼕季則可能導緻越鼕害蟲數量激增。 土壤健康與水資源的可持續性: 氣候變化如何影響土壤的物理、化學和生物特性?例如,高溫和乾旱可能加劇土壤侵蝕和沙化,而洪澇則可能導緻土壤養分流失和闆結。水資源的短缺或過剩如何影響農業灌溉和水肥一體化技術的應用? 通過本章的分析,讀者將對當前氣候變化給農業帶來的嚴峻形勢有一個清晰的認識,為後續章節的深入探討奠定基礎。 第二章:數據的力量:氣候信息賦能精準農業 本章將聚焦於現代科技如何將海量氣候數據轉化為農業生産的“智慧指南”。我們將深入瞭解: 氣象監測與預報體係的升級: 從地麵氣象站到衛星遙感,從無人機監測到物聯網傳感器,現代氣象監測技術如何實現對農田微環境的精細化感知?數值天氣預報模型是如何不斷優化的,它們如何為農業提供更準確、更及時的短期、中期甚至長期天氣預報? 氣候大數據分析與決策支持: 如何利用大數據技術整閤曆史氣象數據、土壤數據、作物長勢數據、病蟲害監測數據等多源信息?人工智能(AI)和機器學習(ML)是如何應用於識彆氣候模式、預測氣候變化趨勢、評估氣候風險的?這些分析結果如何轉化為具體的農業生産決策,例如最佳播種時間、灌溉量、施肥策略、病蟲害預警等? 地理信息係統(GIS)與遙感技術的應用: GIS如何幫助我們理解不同區域的氣候特徵、土壤類型和地形地貌?遙感技術(如衛星圖像)如何監測作物覆蓋率、葉綠素含量、水分脅迫等關鍵指標,從而評估作物健康狀況和産量潛力?如何通過多時相遙感數據識彆病蟲害的早期跡象? 智能灌溉與水肥一體化: 基於實時氣象數據和土壤水分監測,智能灌溉係統如何實現按需供水,最大程度地節約水資源?水肥一體化技術是如何將灌溉與施肥結閤,實現養分的高效利用,並減少環境汙染的? 本章將展示科技如何將模糊的“看天吃飯”轉變為科學的“知天而作”,實現農業生産的精細化管理和資源的最優配置。 第三章:抗逆種植的新篇章——培育未來作物 本章將著眼於從源頭上解決氣候變化對作物的威脅,探討如何通過育種和栽培技術的創新,培育齣更能適應惡劣環境的作物。我們將關注: 抗旱、抗澇、耐鹽堿育種新進展: 如何利用基因編輯、分子標記輔助育種等現代生物技術,加速培育具有更高抗旱、抗澇、耐鹽堿能力的作物品種?這些新品種在哪些生理機製上錶現齣更強的適應性? 耐高溫、耐低溫作物的開發: 隨著極端溫度事件的增多,開發耐高溫和耐低溫的作物品種顯得尤為重要。本章將介紹相關的育種策略和研究進展。 生態友好型耕作模式的推廣: 除瞭品種改良,耕作方式的改變也至關重要。免耕、少耕、秸稈還田、輪作、間作等生態耕作模式如何改善土壤結構、增強土壤肥力、提高作物抗逆性? 設施農業與智慧溫室的潛力: 在極端氣候條件下,設施農業(如溫室大棚)提供瞭可控的生長環境。本章將探討智能溫室如何通過自動化控製光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度等,為作物創造最優生長條件,實現全年穩産高産。 本章將揭示,通過科學的育種和先進的栽培理念,我們有能力為農業生産築起一道堅實的“防火牆”,應對不斷變化的氣候挑戰。 第四章:智慧預警與風險管理——防患於未“燃” 本章將聚焦於如何利用科技手段,建立高效的病蟲害預警和風險管理體係,將損失降到最低。我們將深入探討: 病蟲害早期監測與預警技術: 除瞭傳統的人工普查,本章將介紹利用傳感器網絡、無人機、DNA條形碼技術、氣味傳感器等新技術的病蟲害早期監測方法。如何通過數據分析,建立精準的預警模型,預測病蟲害的發生時間和蔓延趨勢? 精準施藥與綠色植保: 在病蟲害預警的基礎上,如何實現精準施藥,減少農藥使用量,降低對環境的影響?例如,利用無人機進行精準噴灑,或推廣生物防治、物理防治等綠色植保技術。 氣候變化與新發病蟲害的關聯分析: 如何利用氣候數據和病蟲害發生數據,識彆氣候變化對病蟲害發生規律的影響,並預測未來可能齣現的新發病蟲害? 農業保險與風險分散機製: 在不可避免的氣候風險麵前,農業保險扮演著怎樣的角色?如何通過科學的風險評估和産品設計,為農民提供有效的保障,幫助他們渡過難關? 應急響應與災後恢復: 當極端天氣事件發生時,如何建立有效的應急響應機製,最大限度地減少損失?災後如何快速開展恢復性生産,保障糧食供應? 本章將強調,積極主動的預警和科學有效的風險管理,是應對氣候變化影響,保障農業生産安全的關鍵。 第五章:數字孿生農場與未來展望——構建可持續農業生態係統 本章將描繪智慧農業的未來藍圖,探討如何通過集成化的數字技術,構建高效、可持續的農業生態係統。 數字孿生農場的概念與實踐: 什麼是數字孿生農場?如何通過傳感器、無人機、物聯網、AI等技術,在數字世界中創建一個與現實農場實時同步的“剋隆體”?數字孿生農場在模擬、優化、預測農業生産過程中的作用。 區塊鏈技術在農業供應鏈中的應用: 區塊鏈技術如何保障農産品從田間到餐桌的溯源信息真實可信?如何提升供應鏈的透明度和效率? 人工智能驅動的自動化農業: 從自動化播種、除草、施肥到自動化采摘,人工智能如何推動農業生産的全麵自動化,提高效率,降低對勞動力的依賴? 可持續農業的經濟效益與社會價值: 智慧農業不僅是技術的革新,更是經濟效益和社會價值的提升。如何通過提高産量、降低成本、減少浪費,實現農業的可持續發展?智慧農業如何為農民帶來更穩定的收入,並促進農村經濟的繁榮? 政策支持與國際閤作的意義: 應對氣候變化,推動智慧農業發展,離不開政府的政策支持和國際間的閤作。本章將探討相關政策導嚮和國際閤作的必要性。 結語: 《氣候變幻下的豐收密碼:智慧農業的未來圖景》並非一本簡單的教科書,而是一份關於未來的探索報告。它匯聚瞭氣候科學、生物技術、信息技術、工程技術等多領域的最新成果,旨在為農業的綠色、可持續發展提供理論指導和實踐啓示。在氣候變化的大潮中,唯有擁抱變革,積極創新,纔能破譯“豐收密碼”,確保“中國飯碗”牢牢握在手中,為人類社會的可持續發展貢獻農業的力量。這本書希望激勵讀者,認識到氣候變化帶來的挑戰,更看到科技創新帶來的希望,共同為構建一個更具韌性、更有效率、更可持續的農業未來而努力。