數(shù)字農(nóng)業(yè)防災(zāi)的組織架構(gòu)與模式選擇
——基于河南省農(nóng)業(yè)災(zāi)害歷史與現(xiàn)狀的思考

閔祥鵬

(河南大學(xué)黃河文明與可持續(xù)發(fā)展研究中心，河南開(kāi)封475001)

數(shù)字農(nóng)業(yè)防災(zāi)的組織架構(gòu)與模式選擇
——基于河南省農(nóng)業(yè)災(zāi)害歷史與現(xiàn)狀的思考

閔祥鵬

(河南大學(xué)黃河文明與可持續(xù)發(fā)展研究中心，河南開(kāi)封475001)

以河南省為例，分析其農(nóng)業(yè)災(zāi)害的歷史、現(xiàn)狀與特點(diǎn)。構(gòu)想以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)現(xiàn)代化手段進(jìn)行災(zāi)害信息采集、傳遞及共享的數(shù)字農(nóng)業(yè)防災(zāi)模式，探討其主要構(gòu)成:農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)字監(jiān)測(cè)體系、農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)字通訊網(wǎng)絡(luò)體系、農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理體系、農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)字應(yīng)急指揮體系的組織架構(gòu)。

農(nóng)業(yè)防災(zāi);應(yīng)急體系;組織架構(gòu)

黃河中下游地區(qū)自古以來(lái)就是我國(guó)主要的糧食產(chǎn)區(qū)，沿黃的山東、河南、河北也都是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大省。以河南省為例，根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局河南調(diào)查總隊(duì)2010年的統(tǒng)計(jì)顯示:“十一五”期間，河南糧食總產(chǎn)量累計(jì)達(dá)到5 309．8億斤，比“十五”期間累計(jì)增產(chǎn)1 161．5億斤，實(shí)現(xiàn)連續(xù)5年保持全國(guó)第一。河南糧食總產(chǎn)量占全國(guó)比重由“十五”末的9．5%提高到目前的10．0%，提高0．5個(gè)百分點(diǎn)。

作為我國(guó)第一農(nóng)業(yè)大省、第一糧食大省，河南省糧食產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到全國(guó)的十分之一。但近年來(lái)這一地區(qū)由于受到氣候變化的影響，干旱、病蟲(chóng)害等災(zāi)害頻發(fā)。在遭遇2009年華北黃淮特大干旱以后，2011年再次遭遇特大旱情，根據(jù)農(nóng)業(yè)部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示:截至2月13日17:00，河北、山西、江蘇、安徽、山東、河南、陜西、甘肅8省冬小麥?zhǔn)芎得娣e達(dá)10 543萬(wàn)畝，其中嚴(yán)重受旱面積2 072萬(wàn)畝。因此如何提高農(nóng)業(yè)災(zāi)害的防控水平、保障糧食安全成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展亟待解決的難題。在此即以河南省為例，探討數(shù)字農(nóng)業(yè)防災(zāi)的體系的組織架構(gòu)與模式選擇。

一、農(nóng)業(yè)災(zāi)害的歷史與現(xiàn)狀

黃河中下游地區(qū)是華夏文明的誕生地，也是我國(guó)最早的農(nóng)業(yè)起源地之一。在距今七八千年前，河南的裴李崗文化遺址中就出土了石墨盤(pán)、石磨棒等多種農(nóng)具以及粟、稻等多種農(nóng)作物，表明當(dāng)時(shí)這一地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)達(dá)到了較高水平。但同時(shí)這一地區(qū)也是最早出現(xiàn)農(nóng)業(yè)災(zāi)害記載的地區(qū)，《史記·夏本紀(jì)》中記載:“當(dāng)?shù)蹐蛑畷r(shí)，鴻水滔天，浩浩懷山襄陵，下民其憂(yōu)?！保?］(P49)這次史前大洪水更是給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了極大的破壞，《孟子·滕文公上》中記述:當(dāng)時(shí)“洪水橫流，泛濫于天下，………五谷不登，禽獸逼人?！保?］(P97)這也是古代文獻(xiàn)中最早關(guān)于農(nóng)業(yè)災(zāi)害的記錄。

黃河流域不但土壤肥沃，而且具有良好的保水和供水性能，是原始農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的適宜土壤［3］(P23)。在之后的漫長(zhǎng)文明進(jìn)程中，黃河中下游地區(qū)長(zhǎng)期以其農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)成為我國(guó)政治、經(jīng)濟(jì)和文化的中心，當(dāng)然也是農(nóng)業(yè)災(zāi)害發(fā)生最頻繁的地區(qū)。

直至今天，黃河流域的多個(gè)省份依然是我國(guó)的糧食主產(chǎn)區(qū)和遭受農(nóng)業(yè)災(zāi)害影響最為嚴(yán)重的地區(qū)。以河南省為例，農(nóng)業(yè)災(zāi)害具體表現(xiàn)為以下特點(diǎn):一是災(zāi)害類(lèi)型多樣化。包括洪澇、雨雪、干旱、冰雹、大霧、高溫?zé)崂?、低溫凍害等氣象?zāi)害;土地鹽堿化、山洪、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害;蝗蟲(chóng)、棉鈴蟲(chóng)、粘蟲(chóng)等生物災(zāi)害等。二是頻率高、連發(fā)性強(qiáng)。以蝗災(zāi)為例，河南省的黃河灘區(qū)、鹽堿地、泛區(qū)與內(nèi)澇區(qū)是東亞飛蝗的生長(zhǎng)、繁衍、起飛的主要地區(qū)之一，因此造成河南省蝗災(zāi)連年發(fā)生，在2000年、2002年每年受災(zāi)面積都在200萬(wàn)畝以上。三是地域性強(qiáng)。尤其是河南省沿黃地區(qū)，“地上懸河”——黃河橫穿主要糧食產(chǎn)區(qū)，黃河暴漲容易引發(fā)洪水，斷流直接引起旱情，自古以來(lái)都是河南省防災(zāi)的重點(diǎn)地區(qū)。四是災(zāi)害范圍廣，損失重。如2007年全國(guó)農(nóng)作物受災(zāi)面積4 899萬(wàn)公頃［4］，而河南省就達(dá)到211．6萬(wàn)公頃;2008年全年農(nóng)作物受災(zāi)面積3 999萬(wàn)公頃［5］，河南省為96．67萬(wàn)公頃;2009年全國(guó)農(nóng)作物受災(zāi)面積達(dá)到4 721萬(wàn)公頃［6］，而河南省農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積就達(dá)到298．7萬(wàn)公頃，僅上半年旱災(zāi)受災(zāi)面積就達(dá)到157．9萬(wàn)公頃［5］。2011年持續(xù)到2月的華北黃淮特大旱災(zāi)，全省小麥?zhǔn)芎得娣e多達(dá)1 600多萬(wàn)畝，其中重旱170多萬(wàn)畝。因此近年來(lái)受氣候變化的影響，河南省極端災(zāi)害事件頻繁發(fā)生，災(zāi)害防御形勢(shì)嚴(yán)峻。

建國(guó)以來(lái)，農(nóng)業(yè)災(zāi)害通常實(shí)行各級(jí)農(nóng)業(yè)主管部門(mén)首長(zhǎng)負(fù)責(zé)制，屬地管理，分級(jí)負(fù)責(zé)。在這一體系下，河南省取得了多次抗災(zāi)救災(zāi)的重大勝利，包括抗擊2009年特大旱災(zāi)。同時(shí)也暴露出諸多問(wèn)題:一是缺乏現(xiàn)代技術(shù)裝備，科技含量低，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)災(zāi)害信息采集、整理、分析能力較差，難以對(duì)災(zāi)情做出及時(shí)快速有效的應(yīng)對(duì)。二是現(xiàn)場(chǎng)通信聯(lián)絡(luò)不暢，地方農(nóng)業(yè)災(zāi)情信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備嚴(yán)重老化，災(zāi)情上報(bào)遲緩、滯后。三是各地區(qū)、各部門(mén)農(nóng)業(yè)災(zāi)情信息系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、災(zāi)情信息口徑不一致，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，不能實(shí)現(xiàn)災(zāi)情信息共享。四是缺乏高度統(tǒng)一的農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)與應(yīng)急指揮平臺(tái)，指揮協(xié)調(diào)較為困難。五是各類(lèi)災(zāi)害由于分屬于不同的防災(zāi)機(jī)構(gòu)或者行政部門(mén)，雖然監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)彼此交叉，但監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)卻無(wú)法共享，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)旱澇、低溫凍害、病蟲(chóng)害等各類(lèi)農(nóng)業(yè)災(zāi)害的聯(lián)防聯(lián)控。

二、數(shù)字農(nóng)業(yè)防災(zāi)的組織架構(gòu)與模式

當(dāng)今世界，“數(shù)字防災(zāi)”已經(jīng)成為世界災(zāi)害防控的主流。由于數(shù)字信號(hào)在傳送過(guò)程中具有穩(wěn)定性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，數(shù)字化又可以將各類(lèi)信息轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制代碼，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一處理，實(shí)現(xiàn)信息的存儲(chǔ)與共享，與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)等其他技術(shù)一道可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)化、預(yù)警的信息化，為各類(lèi)農(nóng)業(yè)災(zāi)害最終的聯(lián)防聯(lián)控提供了技術(shù)支撐。因此，農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)字預(yù)警應(yīng)急構(gòu)想的核心內(nèi)容是建立“數(shù)字農(nóng)業(yè)防災(zāi)”。

“數(shù)字農(nóng)業(yè)防災(zāi)”是指用數(shù)字技術(shù)通過(guò)全球定位系統(tǒng)(GPS)、衛(wèi)星遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)等現(xiàn)代化手段進(jìn)行災(zāi)害信息采集，以光纖、微波、衛(wèi)星等先進(jìn)通訊傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的快速傳遞及共享，利用數(shù)學(xué)模型、計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字整和、虛擬仿真、模擬分析，提供河南省農(nóng)業(yè)災(zāi)害問(wèn)題決策支持的可視化表現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)河南省農(nóng)業(yè)防災(zāi)的科學(xué)化、救災(zāi)的合理化、決策的智能化。“數(shù)字農(nóng)業(yè)防災(zāi)”的核心思想是用數(shù)字化手段統(tǒng)一處理農(nóng)業(yè)災(zāi)害問(wèn)題，同時(shí)又最大限度地利用信息資源。農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)字預(yù)警應(yīng)急體系中的“數(shù)字農(nóng)業(yè)防災(zāi)”包括五個(gè)主要環(huán)節(jié):數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)字模擬與決策支持。主要方面為:農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)字監(jiān)測(cè)體系、農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)字通訊網(wǎng)絡(luò)體系、農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理體系、農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)字應(yīng)急指揮體系(圖1:區(qū)域農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)字預(yù)警應(yīng)急模式架構(gòu)圖)。

圖1 區(qū)域農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)字預(yù)警應(yīng)急模式架構(gòu)圖

一是農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)字監(jiān)測(cè)體系。主要包括兩個(gè)方面:其一，農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要是監(jiān)測(cè)采集區(qū)域日常降雨、氣溫等氣象數(shù)據(jù)，土壤鹽堿化、山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地質(zhì)活動(dòng)數(shù)據(jù)。其二，防災(zāi)工情采集系統(tǒng)，主要包括各類(lèi)農(nóng)業(yè)防災(zāi)救災(zāi)物資儲(chǔ)備信息，以及儲(chǔ)備庫(kù)建設(shè)情況和防災(zāi)救災(zāi)人員在崗與調(diào)度管理狀況。

二是農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)字通訊網(wǎng)絡(luò)體系。主要是利用區(qū)域內(nèi)已有的有線、無(wú)線專(zhuān)用應(yīng)急通訊通道，輔助以光纖、微波、衛(wèi)星等傳輸手段，建立多方式通訊體系。鑒于以往單一通訊網(wǎng)絡(luò)易受災(zāi)害影響失靈的教訓(xùn)，建立全省以無(wú)線通訊為主，包括電話(huà)交換、集群移動(dòng)通信、短波通信、微波通信、衛(wèi)星通信、無(wú)線接入等通信方式組成的綜合業(yè)務(wù)通信網(wǎng)，確保災(zāi)情信息、工險(xiǎn)情信息、指揮調(diào)度信息及日常辦公信息萬(wàn)無(wú)一失地及時(shí)安全傳遞，也為預(yù)警應(yīng)急指揮會(huì)商系統(tǒng)提供基礎(chǔ)支撐。

三是農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理體系。首先是農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)據(jù)平臺(tái)，整合區(qū)域內(nèi)已有的農(nóng)業(yè)氣象、地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)平臺(tái)，并實(shí)現(xiàn)與國(guó)家現(xiàn)有的災(zāi)害數(shù)據(jù)平臺(tái)的對(duì)接，建立以農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)、農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)據(jù)管理和共享交換平臺(tái)、農(nóng)業(yè)災(zāi)害基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)為主的災(zāi)害數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。三大數(shù)據(jù)庫(kù)與區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鏈接后，可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)查詢(xún)。其次是農(nóng)業(yè)災(zāi)害模擬仿真系統(tǒng)，通過(guò)采用耦合思想，將氣象、地質(zhì)等災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)貫穿其中，通過(guò)數(shù)字整合、模擬分析，快速推斷出降雨云層的形成發(fā)展、洪峰演進(jìn)到達(dá)時(shí)間、旱情波及范圍等災(zāi)害的發(fā)展趨勢(shì)。再次是建立農(nóng)業(yè)災(zāi)害人防數(shù)據(jù)庫(kù)，主要有農(nóng)業(yè)、水利、氣象、國(guó)土資源、地質(zhì)等方面的專(zhuān)家數(shù)據(jù)庫(kù)，軍隊(duì)、公安、武警等專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍數(shù)據(jù)庫(kù)以及非政府組織、志愿者隊(duì)伍數(shù)據(jù)庫(kù)，為有效防災(zāi)提供人力、智力支持。

四是農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)字應(yīng)急指揮體系。利用當(dāng)前國(guó)家防汛抗旱指揮系統(tǒng)二期工程啟動(dòng)的機(jī)會(huì)，借鑒引入其已有的技術(shù)成果和相關(guān)設(shè)施，避免重復(fù)建設(shè)，完善區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)字應(yīng)急指揮體系。指揮系統(tǒng)首先要實(shí)現(xiàn)與農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)字監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、存儲(chǔ)處理系統(tǒng)的鏈接。利用數(shù)字監(jiān)測(cè)體系的監(jiān)測(cè)信息，通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)的傳輸，根據(jù)存儲(chǔ)處理系統(tǒng)提供的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以及模擬仿真技術(shù)推出的災(zāi)害演變趨勢(shì)，做出科學(xué)指揮決策。其次，開(kāi)發(fā)基于webGIS等相關(guān)產(chǎn)品上的災(zāi)害指揮調(diào)度會(huì)商系統(tǒng)。會(huì)商系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)災(zāi)害數(shù)據(jù)、影像視頻、遙感圖片等資源共享的基礎(chǔ)上，與民政、水利、氣象、地質(zhì)、國(guó)土資源等主管部門(mén)、科研院所的領(lǐng)導(dǎo)、專(zhuān)家，開(kāi)展災(zāi)情會(huì)商，評(píng)估災(zāi)情，指揮救災(zāi)工作。

在農(nóng)業(yè)防災(zāi)中，數(shù)字防災(zāi)成為災(zāi)害防控發(fā)展的趨勢(shì)。同時(shí)數(shù)字農(nóng)業(yè)防災(zāi)也可以解決河南省農(nóng)業(yè)防災(zāi)面臨的多種問(wèn)題，也可節(jié)約巨大的人力、物力、財(cái)力。因此通過(guò)實(shí)施河南省農(nóng)業(yè)災(zāi)害預(yù)警的數(shù)字化戰(zhàn)略，可以使河南省農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)快速采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理，進(jìn)而為進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬與科學(xué)決策提供基礎(chǔ)。這將極大提高河南省農(nóng)業(yè)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)的時(shí)效和精度，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)防災(zāi)組織管理的現(xiàn)代化、信息調(diào)度的信息化、決策指揮的科學(xué)化。在這一設(shè)想下，河南省農(nóng)業(yè)災(zāi)害預(yù)警應(yīng)急組織構(gòu)架可以利用信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)等高科技、新技術(shù)的手段，建立高效、快捷、便利的農(nóng)業(yè)數(shù)字防災(zāi)機(jī)制，來(lái)應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的農(nóng)業(yè)災(zāi)害。

數(shù)字農(nóng)業(yè)防災(zāi)在信息傳遞、指揮效果、資源利用上更加優(yōu)化，但數(shù)字農(nóng)業(yè)防災(zāi)是不是就可以解決農(nóng)業(yè)防災(zāi)中的各類(lèi)問(wèn)題呢?很明顯，數(shù)字農(nóng)業(yè)防災(zāi)僅僅是利用數(shù)字技術(shù)將各類(lèi)信息進(jìn)行傳輸、存儲(chǔ)，有利于最終的決策、指揮。這僅僅是一種技術(shù)上的更新，因此數(shù)字農(nóng)業(yè)防災(zāi)仍然需要傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)防災(zāi)體系配合。

［1］司馬遷．史記［M］．北京:中華書(shū)局，2002．

［2］焦循．孟子正義［M］．北京:中華書(shū)局，2002．

［3］賈兵強(qiáng)．裴李崗文化時(shí)期的農(nóng)作物與農(nóng)耕文明［J］．農(nóng)業(yè)考古，2010，(1)．

［4］國(guó)家統(tǒng)計(jì)局．2007年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)［Z］．2008．

［5］國(guó)家統(tǒng)計(jì)局．2008年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)［Z］．2009．

［6］國(guó)家統(tǒng)計(jì)局．2009年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)［Z］．2010．

Organization and Mode Selection of Digital Agricultural Disaster Prevention——Thoughts of Henan agricultural disaster on history and current situation

MIN Xiang-peng
(The Yellow River Civilization and Sustainable Development Research Center，Henan University，Kaifeng 475001，China)

The paper analyze the agricultural disasters past，present and features of Henan Province，and conceives digital agriculture disaster mode through modern means of collecting，transferring and sharing in digital technology，and think about organizational structure of agricultural disaster monitoring system，digital communication network system，data storage and processing system，digital emergency command system．

Agricultural disaster prevention;Emergency system;Organization structure

G

A

1008—4444(2011)02—0124—03

2011－02－28

河南省政府決策招標(biāo)課題(D300);河南省科技攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目(102102310219)

閔祥鵬(1977—)，男，山東諸城人，河南大學(xué)黃河文明與可持續(xù)發(fā)展研究中心專(zhuān)職研究員，博士后，主要從事黃河流域?yàn)?zāi)害研究。

(責(zé)任編輯:劉明)