氣象為農服務網絡體系建設的探索
——以山東省“新農民·氣象哨”網絡為例

榮云鵬，楊 濤，李玉華，于嘉昕，環海軍，陳志良

（1.桓臺縣氣象局，山東 淄博 256400；2.山東省氣象局，濟南 250000；3.淄博市氣象局，山東 淄博 255000）

鄉村振興需要全社會各種力量和主體參與［1］，對標國家鄉村振興戰略總體要求，中國氣象局以為鄉村全面振興、奪取新時代中國特色社會主義偉大勝利提供堅實氣象保障為總目標，積極構建政府主導、主體多元、覆蓋城鄉、適應需求的現代氣象服務體系。土地流轉讓農民逐漸擺脫傳統的農耕和自給自足角色，開始融入現代工業社會職業體系［2］，有規模、有體系的大型農場或農業合作社農業規?；N植，必然需要有管理能力、懂農業生產技術的經營者來實現。新型職業農民又稱新農民，是振興鄉村、發展現代農業的重要主體，他們掌握著一定的專業知識和技能，既是農業氣象服務的主要對象，也是有待組織和發展的農業氣象服務社會力量，是氣象服務社會化的潛在載體［3］。

1 氣象為農服務中存在的問題

目前，基層農業氣象服務綜合型人才稀缺，遠不能滿足現代化農業新形勢的需求。氣象服務社會化是解決基層氣象臺站人員不足的有效途徑。氣象為農服務最重要的就是對農業氣象條件進行監測［4，5］，如果把農業氣象觀測融入氣象服務體系，聯合新農民開展社會化觀測，則可彌補專業化觀測在某些特定區域內因觀測站點稀疏而導致觀測數據無法滿足農民需求的缺憾。

1）在災情信息收集和上報中存在的問題。國家氣象基層臺站主要依據行政區劃設立，站點網格間距相對較大。天氣現象觀測以區縣為單位，當某一天氣變化尚未影響到本地臺站時，該臺站無法識別和精細記錄該天氣現象，因此未影響臺站的天氣過程，歷史記錄多為空缺；天氣災害影響的持續記錄性差，對田間作物災后期發育影響實況觀測記錄相對粗糙；實地災情調查暫時無法覆蓋本行政全部災區。過去很長一段時間，從民間采集氣象災情時發現農民對作物觀測期、田間管理措施多憑記憶口述，天氣過程影響時間和實況表述模糊。

2）應對突發性、局地性小尺度天氣系統開展預警服務方面存在的問題。氣象業務管理和通訊是以地市氣象部門為主要單元，遇到突發性、局地性天氣系統如果是來自跨地市的區縣，上下游氣象臺站信息溝通不夠順暢；與廣布田間的農民互動渠道少，農民亦無法精細和及時地上傳身邊的災情變化實況。如果農民通過相關手段實時上傳災情信息，就能擴大災情收集點，有效縮短氣象災害應急響應時間，利于解決當前觀測站網稀疏、信息來源不足的問題。

2 氣象為農服務網絡體系建設

氣象服務工作者在實踐中發現，當發生災害性天氣時災害反應最敏感的人群是新農民。因為新農民主體是現代農業生產最直接的參與者、管理者和受益者，規?；a使得他們比一家一戶的農民更關心天氣變化。盡管他們有氣象觀測和災情記錄的需求，但對如何開展災情上報、災情圖片保存等問題缺乏統一認知。

為了更好地挖掘社會技術力量，吸收新農民主體參與農村氣象服務，山東省氣象局通過優化農業氣象服務供給，推動建立覆蓋主要農事活動的全程跟蹤服務機制，完善現代農業氣象智能業務、智慧服務平臺功能，推動平臺在基層落地應用，面向新型農業經營主體開展直通式服務，構建起省市縣三級業務有效銜接的現代農業氣象業務、服務平臺，大力推進鄉村振興氣象服務戰略。

2019—2020年山東省桓臺縣作為科研試點縣，開展了以基層部門為主體、以新農民為載體、基于農民實地信息采集網格化服務體系建設的研究。搭建了以縣級氣象部門為中心，省-市-縣-新農民直通農民的聯動服務體系，縣級氣象部門橫向推廣，同時與省-市-縣-鎮各涉農部門互相聯動的“新農民·氣象哨”氣象為農服務網絡（圖1）。參加網格化建設的新農民既是終端服務對象，也是氣象信息反饋終端技術力量。

2.1 “新農民·氣象哨”氣象為農服務網絡的主要平臺

1）氣象為農服務記錄簿。記錄簿是研究組為方便新農民田間管理而設計的紙質記錄手冊，目前推出小麥玉米、果樹、蔬菜3個版本。記錄簿由農民信息、作物發育期標準（標準來自《農業氣象觀測規范》）、發育期記錄表、作物發育期過程總結表和天氣實況、記錄作物發育和田間管理記錄頁5部分構成。這樣的設計讓未經培訓的農民也能按照規范和統一標準開展田間觀測和田間管理記錄，為氣象哨示范帶動周邊農民奠定基礎。記錄簿既是農民采集作物觀測田間氣象的第一手資料，也是天氣災害實況的民間文字檔案。

2）氣象微信群。氣象微信群是目前氣象為農服務信息傳達及反饋最及時的互助平臺，群內成員主要是新農民、省市氣象局農氣和預報專家、市縣地方農技專家、農業從業科技專家，是一個集服務、科普、氣象災情收集、志愿者招募、需求調研和服務效益評估為一體的溝通平臺。

3）鋤禾問天App。該平臺是由山東省氣象局開發，以數據和業務流程整合應用為核心，采用搭建平臺-制定規范-業務開發-應用集成面向服務架構（SOA）的系統建設模式，實現智慧化氣象服務的注冊、發布、檢索、管控、統計分析等功能［6］。它既是氣象信息服務推送平臺，也是信息收集平臺。農戶在App中可以獲取預報、本地天氣實況、多種發育期服務、田園定位等服務資源，還可以自主利用手機隨手記錄農事活動。

4）山東現代農業氣象智能業務支撐平臺。該平臺是山東省氣象局開發的氣象為農服務技術平臺，涵蓋農業氣象數據應用，具有大田、設施、特色農業監測預報預警、產品發布等相關功能，為基層農氣人員開展服務提供技術支撐。

5）地方氣象服務微信公眾號。地方氣象服務微信公眾號是由基層氣象部門運營的本行政區域的氣象為農服務平臺，其中涵蓋天氣實況、天氣預報、雷達實況、站點實況、衛星云圖、預警信號、重要天氣預報等信息，農戶和氣象服務人員可以根據天氣變化，隨時在公眾號內搜索、調閱縣域氣象自動站實時氣溫、降水等實況資料。

圖1 “新農民·氣象哨”氣象為農服務網絡結構

6）手機短信氣象服務平臺。該平臺主要是推送24 h預報、預警信號、雨情等，覆蓋地方各級政府和相關部門、部分農民、農機手等。氣象短信是為地方政府提供決策氣象服務的主平臺，也是覆蓋傳統農民和不會用智能手機農民的單向服務平臺。

2.2 “新農民·氣象哨”氣象為農服務網絡建設步驟

1）服務對象的確定。通過向農經站、農技推廣中心部門收集新農業經營主體和種糧大戶的信息，積極與地方農業局、農廣校和各鎮田間學校開展合作，進行氣象服務培訓。培訓過程中重點關注能提筆做記錄、熟練使用智能手機的新農民，之后再次篩選，確定重點關注的氣象服務對象。借助培訓機會推廣鋤禾問天App，讓培訓農民關注地方氣象服務微信公眾號，通過成立培訓班微信群，提高農民對氣象農氣服務人員的認可度，為今后工作信任及溝通提供便利。也可以通過氣象服務（微信）群公開招募，將活躍度高的農民作為氣象為農服務重點發展對象，在兼顧覆蓋全行政區、地理特點和各鎮服務需求的情況下，盡量均勻布點。其次，通過逐一走訪選定的布點，對農民的各方情況進行了解，再開展農民信息采集登記，簽訂示范田使用協議等工作。

2）服務工作的推進。第一階段先讓農民根據培訓和氣象為農服務記錄簿內的相關提示，自行摸索實踐一段時間。第二階段邀請農氣專家進行講座，讓農民集中學習中國氣象局培訓網相關課件，并通過結業測試等多種方式，對“新農民·氣象哨”重點服務人員進行針對性培訓，此時他們對前期獨自摸索時期發現的問題有更好的理解，提高了農民田間觀測記錄的可用性。

2.3 “新農民·氣象哨”氣象為農服務網絡的實踐成果

1）課研試點縣（桓臺縣）2019—2020年根據田間觀測記錄，形成52份調查表，已用于山東省氣象科研和服務工作?！靶罗r民·氣象哨”氣象為農服務網絡開展的小麥、玉米、蔬菜、水果發育期觀測，將氣象服務融入田間管理、收獲、施肥、病蟲害防治各個環節。農氣人員根據作物收獲季節實況，開展田間觀測記錄的梳理和錄入，形成電子版或圖片圖集。

2）“新農民·氣象哨”氣象為農服務網絡所服務的農民根據專家指導，開展了災害性天氣實況采集，運用微信等新媒體平臺及時上報。試點縣通過2019年3月低溫、2019年干熱風、2019年8月“利奇馬”臺風、2020年3—4月低溫、5月17—18日冰雹等重要天氣過程的災情調研，形成電子圖集，部分資料已經直報災情系統上傳。

3）新城細毛山藥是試點縣的傳統特色作物，雖種植歷史悠久，但農業和氣象服務資料匱乏。為此研究組選定3個“新農民·氣象哨”氣象為農服務網絡所服務的農民，開展發育期、田間管理觀測記錄，經過3年的跟蹤服務，梳理出發育期標準、氣象服務指標，后被鋤禾問天App采用。

4）2020年，12個“新農民·氣象哨”氣象為農服務網絡所服務的農民參與了小麥晚霜氣溫指標試驗，農民采集并上報當年3—4月3次低溫過程采集麥田氣溫、結霜和受凍實況、產量等信息，為山東省小麥晚霜凍氣象服務提供田間觀測資料。

5）2020年以來，山東省氣象局開展大田作物發育觀測對比2個“新農民·氣象哨”氣象為農服務網絡技術骨干人員參與和協助縣農氣人員開展現場觀測工作。嚴格按照對比觀測方案和規范，開展小麥、玉米作物發育期的密度、株高、葉面積、干物質重觀測，為山東省現代農業氣象智能業務平臺服務提供技術支撐。

3 “新農民·氣象哨”氣象為農服務網絡在鄉村振興氣象服務中的作用

3.1 氣象服務有效供給載體篩選體系

氣象為農服務跨農業與氣象兩大知識體系，基層臺站科班出身農氣人才稀缺，以農民氣象服務需求為導向是有效服務切入點。配合度高、能持續跟隨氣象服務人員的農民是理想的氣象哨，是凝聚民間科技力量的骨干，也是為農氣象服務社會化示范帶動的中堅力量。該體系的建設為氣象服務的有效供給摸索出篩選模式。

3.2 民間氣象歷史資料庫

氣象哨留下了黑紙白字和實時圖像資料，形成以行政區為橫向、以時間為縱向的歷史資料序列，為今后開展各類災情普查留下了寶貴的民間氣象資料，也為基層為農氣象服務工作的持續發展搭建了人脈隊伍。

3.3 氣象科研成果承載體

發展研究型氣象業務是新時代氣象發展轉型升級的重大戰略決策［7］?！靶罗r民·氣象哨”氣象為農服務網絡為農民架起了氣象科研成果直通式橋梁，示范田塊成為農氣科研的落腳點，作為氣象哨的新農民成為氣象部門的腿和眼，為氣象科研工作節約了時間和成本，科技成果也得到有效轉化，提升了氣象服務的交付能力。

3.4 氣象和農業科技人才培養孵化器

“新農民·氣象哨”氣象為農服務網絡成為基層氣象為農服務人才培養的孵化器，利于基層業務人員在學中干，在干中學。作為氣象哨的新農民對網絡體系的維護，倒逼農氣人員不斷進入田間地頭與農民溝通。氣象人員在對農民面對面的服務過程中，也有機會向素質高、現代化程度高的新農民專家學習現代農業知識。而氣象哨農民的生產技術經過農氣人員的指導，增強了氣象科技含量，為今后最大限度地降低氣象災害打下基礎。

4 “新農民·氣象哨”氣象為農服務網絡體系運行效率典型案例和氣象服務滿意度評估

4.1 網絡體系運行效率典型案例

經過2年多的不斷探索，該網絡的運行不僅起到了較為理想的防災減災作用，也為“新農民·氣象哨”站點和周邊農民減少了開支。例如，桓臺縣田莊史家村農業合作社社長史某，善用氣象信息開展灌溉，為合作社合計節省開支達20余萬元；種糧大戶高某，在農業氣象人員指導下開展2020年小麥霜凍天氣過程田間信息采集，根據觀測記錄并研究針對性管理措施，經過積極補救，小麥單產產量不減反增；鴻基農業是桓臺縣的農業龍頭企業，通過在其果園區、大棚區和糧食作物區內推廣使用記錄簿記錄調度生產，在2020倒春寒時果園區開展點火冒煙?；ɡ?、晴朗高溫天氣大棚區及時采取澆水降溫，作物產值得到了安全保障。

4.2 基于AHP對“新農民·氣象哨”氣象為農服務網絡體系的氣象服務滿意度評估

對2019—2020年“新農民·氣象哨”氣象為農服務網絡站點、推廣站點進行問卷調查和統計。基于AHP效益評估辦法［8］，開展氣象服務滿意度測評，測評目的是查找不足，尋求改進措施。測評指標體系為多指標的綜合體，包括智慧化互動性媒體使用率、氣象服務社會化工作參與率、網絡體系對“三農”生產的服務效率，建立一個3層樹形結構評估指標體系，如表1所示。

表1 氣象服務滿意度評估指標體系

4.2.1 構建判斷矩陣 構建判斷矩陣即對評價因子相互之間的重要性進行標度。在氣象服務滿意度評估模型建立后，各指標的上下層隸屬關系已確定，依據表2所示的薩迪標度值，將同一層的各個因素相對于上一層的重要性進行兩兩比較，即可逐一得出各評估指標的相對重要性判斷值，從而構建判斷矩陣。

表2 薩迪標度值

4.2.2 矩陣一致性檢驗 首先，計算首層PA和第二層PB1、PB2、PB3指標權重T和特征向量Q。

指標權重T i為第i個評估指標相對于其上一層的權重。特征向量Qi為第i個評估指標相對于其上一層的特征向量，特征向量越大說明它對上一層決策的影響力越大。分別計算各層對應的指標權重T和特征向量Q，如表3所示。

表3 各層對應的指標權重T和特征向量Q

其次，計算最大特征根及一致性指標。λmax為最大特征根，其計算公式為：

ICI為一致性指標，其計算公式為：

將判斷矩陣的數據代入，經計算可得：

最后，計算一致性比率。一致性比率簡稱RC，其計算公式為：

當RC小于0.1時，表示具有一致性。其中，IRI代表隨機一致性指標值，薩迪給出了其值隨判斷矩陣階數的變化，如表4所示。

表4 I RI隨判斷矩陣階數（n）的變化

經計算，RCA=0.12，RCB1=0，RCB2=0.12，RCB3=0.12，可見RCB1＜0.1，RCA、RCB1、RCB2、RCB3與0.1相差不大。經上述判斷可知，針對氣象服務滿意度評估指標體系所給出的判斷矩陣具有相當的一致性，不需再調整。

4.2.3 層次權重 由前文可知，QAi為二級指標層相對于目標層的指標權重，QBi為三級指標層相對于二級指標層的指標權重，將QAi、QBi二者相乘可得QCi，即三級指標層相對于目標層A的指標權重。因此，對表3中的特征向量進行運算，可得顯變量Ci各項指標相對于評價目標層的最終權重值QCi。QCi的權重值及其排序情況如表5所示。

4.2.4 氣象服務滿意度評估量化 經過上述步驟，最終得出氣象服務滿意度量化計算公式：

其中，MSS表示氣象服務滿意度，它是將“新農民·氣象哨”氣象為農服務網絡對氣象工作和服務的抽象感知進行數值化的結果 氣象服務滿意度評估指標體系中第三級指標顯變量Ci的平均值，QCi表示Ci相對于評價目標層的權重值，NCi表示Ci的調查問卷樣本數。各顯變量的均值如表6所示。

表6 各顯變量的均值

根據問卷調查數據統計結果以及前文給出的氣象服務滿意度計算公式，計算得MSS3.577，此結果是以4分為滿分，如果換算為百分制，可得89分。

調研和測評結果顯示，主要問題在于鋤禾問天App、氣象微信公眾號的推廣和使用有待加強；田間觀測需要加強規范管理。

“新農民·氣象哨”氣象為農服務網絡帶動氣象人員深入“三農”，成為懂農業、愛農村、愛農民的“三農”工作隊伍的一部分，吸納了新農民中骨干力量的參與，不僅有效推進了氣象服務的社會化，擴大直通式為農氣象服務的覆蓋面，降低了農業氣象人員的工作量，同時也進一步發揮了氣象為鄉村振興戰略服務的職能和作用。

觀測資料數據庫的建立為今后普查提供了歷史資料支撐，也為科研拓寬了思路，例如從氣候角度研究作物與本地雜草發育期之間的關聯性，探討綠色環保除草。該網絡體系的建成破解了氣象為農服務諸多難題，附加值較高。基層氣象部門如果在建立各行政區網絡基礎上，能再打通上下游互動渠道，有望進一步打破地市間溝通壁壘，為人工影響天氣工作贏得寶貴時間。