气候越来越“不按常理出牌”,设施农业的机会来了

    这几年，很多农业生产者都有一个共同感受：天气越来越难判断了。

    过去我们说农业“靠天吃饭”，但现在的问题不只是靠不靠天，而是这个“天”越来越不稳定。高温、干旱、暴雨、强对流、大风、冰雹、倒春寒、暖冬、连阴雨，这些极端天气对农业生产的影响，正在从偶发风险变成常态压力。

    尤其是 2023-2024 年厄尔尼诺事件之后，全球气候异常受到更多关注。世界气象组织 WMO 综合六个国际数据集确认，2024 年是有现代气象记录以来最热的年份，全球平均近地表温度约比 1850-1900 年平均值高出1.55℃，不确定范围为 ±0.13℃。WMO 同时强调，单一年份超过 1.5℃，并不等于《巴黎协定》长期温控目标已经正式突破，因为长期目标看的是多年尺度平均值。

这句话很重要。

    它告诉我们，不能把气候问题简单写成耸人听闻的标题；但也不能低估它对农业生产的真实影响。气候变化带来的，不只是平均气温升高，而是农业生产中的不确定性增加。

    种植户关心的不是全球平均温度，而是今年会不会连续阴雨、棚里会不会湿度过大、暴雨会不会灌进棚里、大风会不会掀开通风口、高温会不会导致坐果不良、寒潮会不会影响育苗。

    这正是设施农业，尤其是智能化设施农业，正在面临的新机遇和新挑战。

一、强厄尔尼诺之后，农业风险正在变得更复杂

    厄尔尼诺是赤道中东太平洋海温异常偏暖引发的海气相互作用现象。它是一种自然气候现象，但在全球变暖背景下，厄尔尼诺往往会进一步放大全球和区域性的气候异常。

    WMO 在 2024 年全球气候状态报告中指出，2024 年创纪录高温受到创纪录温室气体浓度、厄尔尼诺以及其他因素共同驱动。也就是说，农业面对的不是单一气候事件，而是全球变暖背景下多种气候因素叠加形成的复合风险。

    对农业来说，厄尔尼诺带来的影响通常不是简单的“哪里都更热”，而是区域差异很大。有的地区更容易干旱，有的地区更容易出现强降雨，有的地方可能暖冬明显，有的地方则可能出现病虫害压力增加。

    农业生产最怕的，也不是“热一点”或“雨多一点”，而是关键时期突然失控。

    一场暴雨，可能让棚内湿度骤升，诱发病害；    一次大风，可能损坏通风口、卷膜和覆盖材料；    连续阴雨，可能影响光照、授粉、蒸腾和水肥吸收；    极端高温，可能导致花芽分化、坐果和品质下降；    突发寒潮，则可能直接影响育苗和早春生产。

    所以，气候变化对农业的影响，不只是减产风险，更是管理难度增加。

二、设施农业为什么会变得更重要？

    设施农业的价值，过去更多体现在提早上市、延后采收、提高单产、改善品质。

    但在气候变化背景下，设施农业还有一个越来越重要的价值：风险缓冲能力。

    简单说，设施农业不是完全摆脱自然气候，而是在自然气候和作物生长之间增加一层“调节器”。

    这层调节器可以是日光温室，可以是塑料大棚，可以是连栋温室，也可以是植物工厂和智慧方舱。不同设施形态不一样，但目标是一致的：把外部天气的不确定性，尽可能转化为内部环境的可管理性。

    当外部暴雨来临时，设施要能排水、防渗、防倒灌；    当外部大风来临时，设施要能关闭通风口、加固卷膜、减少风害；    当外部高温来临时，设施要能遮阳、通风、降温和协调水肥；    当外部低温来临时，设施要能保温、补温和降低能耗；    当连续阴雨导致光照不足时，设施要能补光、除湿和调节通风；当病害高发时，设施要能改善空气流动，降低叶面结露和高湿风险。

    这意味着，设施农业正在从“增产工具”变成“农业防灾减灾基础设施”。

三、智能化设施农业的机会在哪里？

    气候变化给设施农业提出了更高要求，也给智能化技术带来了新的机会。

    第一，环境监测要从“看数据”走向“能预警”。

    很多大棚已经装了温湿度传感器，但如果数据只是显示在屏幕上，价值仍然有限。真正有用的系统，应该把气象预报、棚内环境、设备状态和农事操作联动起来。

    比如暴雨来临前，系统能不能提醒关闭通风口、检查排水、保护电气设备？    大风预警时，能不能进入防风模式？    高温来临前，能不能提前启动遮阳、通风和降温策略？    寒潮来临时，能不能提醒保温被、加温设备和水肥系统提前准备？

第二，环境控制要从“经验设定”走向“作物需求驱动”。

    同样是温度 28℃，对番茄、黄瓜、草莓、叶菜、食用菌的意义并不一样；同一种作物在苗期、开花期、坐果期和采收期，对环境的需求也不一样。未来的设施农业，不能只靠固定参数表，而要结合天气趋势、作物阶段和生产目标动态调整。

第三，设备要从“单机自动化”走向“系统协同”。

    风机、卷膜、通风口、保温被、遮阳、水肥、补光、加温、施药，如果各自为战，很难应对复杂天气。智能化设施农业的关键，是让这些设备形成协同策略。

第四，管理要从“现场巡棚”走向“远程运维”。

    极端天气发生时，最怕人来不及到场。很多设施分布在不同园区、不同村镇，农户不可能在暴雨、大风、夜间同时照看所有棚。远程监测、远程控制、自动报警和异常处置，会成为未来设施农业的基本能力。

四、挑战也很现实：设施农业不是万能保险箱

    当然，设施农业不能被神化。

    它能缓冲气候风险，但不能完全消除风险。暴雪可能压塌棚体，大风可能损坏覆盖材料，暴雨可能造成内涝，停电可能让环控系统失效，高温可能让降温系统超负荷运行。

    所以，设施农业智能化面临的挑战也很现实。

第一，结构安全要跟上。

    防灾减灾首先不是算法问题，而是工程问题。棚体强度、抗风能力、排水能力、电气安全、通风口结构和覆盖材料，都是基础。

第二，能源保障要跟上。

    设施越智能，对电力越依赖。一旦遇到极端天气停电，风机、水泵、卷膜、加温、补光、通信系统都可能受影响。关键生产场景需要考虑备用电源、储能、分级控制和断电应急方案。

第三，算法不能脱离农艺。

    温湿度曲线好看，不代表作物一定长得好。真正有价值的智能系统，必须把作物生长规律、农艺经验和设备控制结合起来。

第四，投入产出要算清楚。

    不是所有作物都适合高配置智能设施，也不是所有地区都适合建设高成本温室。设施农业智能化必须结合当地气候风险、作物价值、市场半径、管理能力和运营成本来选择技术路线。

五、棚掌柜案例：让农业设施在灾害天气前“反应更快一点”

    在极端天气越来越频繁的背景下，设施农业的防灾减灾能力，不能只依靠人到现场抢修、巡棚、关风口、拉保温被。

    真正有价值的智能化系统，应该帮助农户在灾害天气来临前更早发现风险、更快完成操作、更稳地保护作物。

    棚掌柜并不是单一的方舱产品，而是一套面向农业设施的智能化技术体系和品牌。它的目标，是让日光温室、塑料大棚、连栋温室、智慧方舱等不同类型的农业设施变得更聪明。

    棚掌柜“一把手”智慧大棚解决方案围绕“风、帘、水、肥、药”等关键生产环节展开，把通风口、保温被、水肥一体化、远程施药、环境监测、自动控制和手机端管理纳入统一平台。

这套系统在防灾减灾中的价值，主要体现在三个方面。

第一，是灾害天气前的自动响应。

    比如暴雨来临时，如果通风口没有及时关闭，雨水可能进入棚内，造成湿度骤升、病害加重，甚至直接影响作物生长。棚掌柜系统可以根据设定条件或管理人员远程指令，及时关闭通风口，减少暴雨对设施内部环境的冲击。

第二，是突发天气下的远程操作。

    过去遇到大风、暴雨、寒潮，农户往往需要马上赶到棚区处理。但很多时候，灾害天气来得快，棚区又分散，人工操作不一定来得及。通过手机端远程控制，管理人员可以在外地、夜间或无法及时到场的情况下，对通风、卷帘、补水、加温等设备进行远程操作，尽可能降低损失。

第三，是把分散设备变成协同系统。

    防灾减灾不是某一个设备单独完成的。暴雨、大风、高温、寒潮来临时，通风口、保温被、遮阳系统、水肥系统、环境传感器和预警信息需要协同工作。棚掌柜的意义，正在于把过去分散的设备和人工经验，逐步整合成一套可监测、可控制、可远程管理的设施农业系统。

    这类案例说明，设施农业智能化的价值，不只是平时“省人工”，更重要的是在关键时刻“少损失”。

    在一个气候越来越不稳定的时代，农户真正需要的不是一个只会显示数据的屏幕，而是一套能够在暴雨、暴风、寒潮、高温等突发情况下及时响应的生产管理系统。

    棚掌柜所代表的方向，正是把传统农业设施从“被动承受天气”推向“主动应对风险”。

六、未来判断：气候越不稳定，农业越需要可控生产系统

    我认为，气候变化会推动设施农业进入一个新阶段。

    过去设施农业更多追求“高产”；    现在设施农业还必须追求“稳产”；    未来设施农业更要追求“韧性生产”。

    所谓韧性生产，就是在外部天气不稳定、供应链不稳定、劳动力不稳定的情况下，仍然尽可能保持生产连续性和产品稳定性。

    这对设施农业提出了新的要求：

    设施要更安全；    环境要更可控；    能源要更可靠；    数据要更实时；    管理要更远程；    作物模型要更精准；    装备和农艺要更紧密结合。

    从这个角度看，气候变化不是设施农业的“宣传概念”，而是设施农业智能化发展的真实驱动力。

    未来农业的竞争，不只是土地和劳动力的竞争，也会是气候适应能力的竞争。谁能在极端天气中减少损失，谁能在不确定环境中保持稳定供应，谁就会拥有更强的产业竞争力。

    设施农业，特别是智慧温室、智慧大棚、连栋温室、植物工厂、智慧方舱等新型生产形式，正在从“高效农业装备”变成“农业气候适应基础设施”。

    这也是棚掌柜这类智慧设施农业技术体系值得继续探索的地方。

    在一个气候越来越不稳定的时代，农业不能只问“今年天气怎么样”，还要问：

    我们的生产系统，准备好应对更极端的天气了吗？

参考资料与数据来源

1. WMO：2024 年为有记录以来最热年份，全球平均温度约比 1850-1900 年高 1.55℃，不确定范围 ±0.13℃。WMO confirms 2024 as warmest year on record

2. WMO：《State of the Global Climate 2024》，指出 2024 年创纪录高温受温室气体浓度、厄尔尼诺及其他因素共同驱动，并强调早期预警和气候服务的重要性。State of the Global Climate 2024

3. IPCC 第六次评估报告综合报告：人类活动已明确导致全球变暖；气候变化正在影响全球各地的极端天气；每增加一点全球变暖，多重并发风险都会加剧。IPCC AR6 Synthesis Report Headline Statements