李 鈺 韓一軍 劉乃郗 鄭天月
縱觀全球農業生產方式的轉變歷程,在經歷了傳統人力畜力農業、生物化學農業、機械農業之后,正大步邁入數字農業的新時代(李道亮,2016;趙春江,2021)。在新發展階段中,利用新一代信息技術的滲透性,加上現有互聯網已經積累的巨大網絡價值效應,能夠更好地應對更加嚴峻的人口、資源、環境與市場的多重約束,將給中國現代農業發展帶來巨大變革(阮俊虎等,2020;董春巖等,2020)。全球農業數字化發展仍然處于初級階段,加快中國農業數字化探索,為中國趕超發達國家,搶占世界農業發展新高地提供了巨大機遇(阮俊虎等,2020)。
關于農業數字化發展的研究也處于初級階段,但近年來呈現逐漸加速的發展態勢。在中國知網以“數字農業”為關鍵詞進行搜索,(1)搜索日期為2022年5月18日。相關文獻共有2239篇,其中農業經濟領域共有1307篇,占比達到58.37%。近年來農業經濟領域關于數字農業的研究迅速增長,2017年僅有28篇,而2021年已增加至387篇。國內關于數字農業的研究主要集中在四個方面:一是發達國家農業數字發展的經驗借鑒(錢靜斐、陳秧分,2021;鐘文晶等,2021),二是數字技術在農業領域的實踐應用,三是數字農業發展現狀與趨勢(汪旭暉等,2020),四是數字農業內在邏輯探討(阮俊虎等,2020)。而國外學者則更多從技術層面探討農業數字化,認為大數據、區塊鏈、物聯網、人工智能等新一代信息通信技術將會給農業帶來翻天覆地的變化,在減少化肥、農藥、勞動力等投入的同時,能夠實現產量的增加與質量的提升,為應對人口增長、氣候變化、環境污染等現實問題提供了解決方案。
中國人多地少,資源極其緊張,糧食與農產品安全面臨內憂外患的嚴峻形勢。農業數字化發展是實現中國農業現代化發展的主線之一,不僅僅是技術應用層面的生產率提升問題,而是一個事關農業可持續發展的戰略性、系統性問題。在這種背景下,中央一號文件連續19年提到農業數字化發展問題,2022年中央一號文件中更是6次提到農業數字化、信息化、智慧化發展關鍵問題。而目前關于中國農業數字化發展的戰略研究仍然較少,農業數字化發展的經濟學研究處于起步階段,中國國情國策背景下實施農業數字化發展有何戰略意義,如何實現傳統農業的數字化轉型升級,均值得持續深入地探究。
中共中央和國務院從2004年開始,連續19年發布以“三農”為主題的中央一號文件。這19個中央一號文件充分體現了“三農”在社會主義現代化建設中重中之重的地位以及黨中央解決“三農”問題的決心,對中國的“三農”發展產生了長遠而深刻的影響。回顧歷年中央一號文件中與農業數字化發展相關的政策表述,對其關鍵詞進行總結,發現2004—2022年中央一號文件中關于農業數字化的政策演變具有以下三點特征。
一是農業數字化發展是中央一號文件關注的重點,連續19年提到農業農村數字化發展,經歷信息化、智慧化、數字化三個階段。2004—2015年中央一號文件聚焦農業信息化建設,探索農業信息化發展路徑。2017年中央一號文件提出發展智慧農業,應用現代信息技術推進農業轉型升級。2018年第一次提出“大力發展數字農業”,此后連續4年在中央一號文件中強調數字化。從2022年的中央一號文件來看,6次提到數字化,5次提到智能化,5次提到信息化,對農業數字化的關注達到了前所未有的高度。
二是從關鍵詞出現頻率來看,信息技術裝備與農村基礎設施是提及次數最多的。通過梳理歷年中央一號文件的關鍵詞,頻率由高到低排列分別為信息技術裝備與農村基礎設施(14次)、農業信息/數據服務(13次)、農村信息化示范(7次)、農業氣象(7次)。隨著數字化技術的不斷發展和相關政策的演變,各類關鍵詞的表述也在發生變化。如信息技術裝備的內涵不斷豐富,2016年中央一號文件首次提及了物聯網、云計算、大數據,2017年首次提出農業裝備智能化,2020年首次提及第五代移動通信網絡(5G)。2016年農業信息服務體系變成全產業鏈大數據建設,2020年再升級為農業農村大數據體系。此外還將農村信息化示范升級、農業氣象升級為數字鄉村試點、智慧氣象等等。
三是從農業數字化的內容來看,中央一號文件中農業數字化的內涵越來越豐富。2004—2008年,中央一號文件側重于農業信息服務體系,共提及4次。2009—2018年,中央一號文件關注的重點在于信息技術裝備與農村基礎設施(8次)、農業信息服務體系(5次)。2019—2022年,信息技術裝備與農村基礎設施(4次)、農業信息/數據服務(4次)、農村信息化示范(3次)、農業氣象(2次)這4類關鍵詞都是中央一號文件關注的重點內容,2022年還增加了數字化培訓的內容。由此可見,中央一號文件對農業數字化的關注度越來越高,其中農業數字化的內涵也越來越豐富。
傳統農業普遍存在生產效率低、交易鏈條冗長、產銷信息不對稱、產業數字化程度低等問題(汪旭暉等,2020)。21世紀以來,新興數字技術已經重塑了全球產業結構與商業生態,促進了中國經濟社會的“變軌式”跨越發展。通過將信息采集技術、網絡通信技術、計算技術、大數據等數字信息技術手段與農學、植物生理學、生態學、土壤學等農業技術有機結合,在農業生產體系、經營體系和產業體系中實現深度融合,實現對傳統農業的數字化改造(劉海啟,2017;阮俊虎等,2020),達到高效配置農業資源,節本增效的目的。具體來看,農業數字化對推動農業現代化發展具有六方面重要作用。
2013年、2017年中央一號文件較為關注農業要素現代化。2013年中央一號文件提出“引導農戶采用現代生產要素,加快轉變農業生產經營方式”。2017年中央一號文件提出“聚集現代生產要素,建設現代農業產業園”。數字技術能夠將知識、信息轉化為數據,并通過其滲透性、替代性和協同性降低要素搜尋成本和交易成本,提升農業生產要素配置效率,從而促進其他要素流向農業領域。具體來看,農業要素現代化發展主要體現在新的生產要素和促進現代要素聚集兩個方面。
一是數據成為新的農業生產要素。隨著農業現代化進程不斷推進,農業生產要素的范圍發生了重大變化,數字化知識及信息成為農業現代化發展的關鍵生產要素(劉海啟,2017;阮俊虎等,2020),為改善農業“弱質性”提供了可能。農業數字化知識及信息包括農業要素數字化和農業模型數字化兩部分。農業要素數字化是指將農業生物要素、環境要素、技術要素、社會經濟要素等轉化為數字資源(阮俊虎等,2020),為實時快速應對環境變化提供基礎(汪懋華,2019)。農業模型數字化是指農業過程中的內在規律與外在關系,例如作物(畜禽等)生長規律、施肥量與產量的關系、農產品產量與價格的關系等(阮俊虎等,2020)。這些往往屬于農業現有知識和涉農專家技術人員的經驗,能夠為農業運營管理決策提供參考。二是數字化促進現代生產要素向農業領域聚集。數字經濟本身具有高技術性和高成長性特征,相比于工業和服務業,農業數字化基礎最為薄弱,在數字化發展的過程中會流入大量技術、人才、資本等要素。另外,數字經濟具有網絡化特征,其所構建的高度互聯互通的網絡化結構具有正外部效應和規模效應。隨著數字技術的不斷滲透和農業數字化的不斷成熟,也為技術、資本、人才等各類要素的集聚、轉移和應用創造良好條件。
2021、2022年中央一號文件連續兩年提到農業生產現代化,即“推動品種培優、品質提升、品牌打造和標準化生產”。數字化能夠降低生產環節自然環境的不確定性,通過與傳統要素融合,減少農業自然風險損失,提高農業生產效率,提升農產品品質。具體來看,農業生產數字化主要體現在生產環境監測和管控、生產資料精準控制、自然風險預警三個方面。一是生產環境的不確定性對產量和品質具有直接影響。農業數字化通過對環境信息、農產品信息進行實時監測、分析與預測,依托物聯網控制系統實現對農業生產環境的智能管控,實現節本增效。二是生產資料的精準控制有助于實現資源節約與環境保護。依托無人機遙感與飛防一體化系統、農業信息全景感知的移動傳感系統和農業生產要素在線優化調度系統等,可實現對農藥、化肥、水資源等要素的優化配置(阮俊虎等,2020)。三是有助于降低自然風險帶來的損失。通過自建或接入氣象部門自然災害預警系統,及時預警農業自然風險的發生(何可、宋洪遠,2021),提供風險應對方案,最大程度減少病蟲害、動物疫病、極端天氣等帶來的損失。
2022年中央一號文件提出“健全農產品全產業鏈監測預警體系,推動建立統一的農產品供需信息發布制度”。數字化能夠有效改善農業投入產出結構,降低交易成本,提高資源利用效率,同時減少供需信息不對稱,推動農業生產組織現代化發展。具體來看,農業生產組織現代化發展主要體現在三個方面。一是改善農業投入產出結構。利用物聯網設備實時監測氣象、土壤墑情、作物長勢等信息,利用農業大數據模型、人工智能等進行分析和預測,實現農業生產資料的精準施用,強化節本增收效果。二是降低產業鏈各環節交易成本。數字技術加速了農業產業鏈的縱向融合,有效降低了農資采購、農業生產、倉儲物流、農產品銷售等環節的交易成本,進一步優化了新型農業生產經營體系和農產品供需結構。三是減少供需信息不對稱。借助電子商務平臺、社交軟件等獲取消費者需求信息用以指導作物生產,從而滿足市場上定制化、多元化、優質化的消費需求,實現農產品的有效供給與農業產業結構的轉型升級。
中央一號文件高度關注現代流通體系建設。2006年中央一號文件首次提出“加強農村現代流通體系建設”,2018年中央一號文件提出“加快推進農村流通現代化”,2022年中央一號文件提出“加快實施‘互聯網+’農產品出村進城工程”“開展縣域流通服務網絡建設提升行動”。長期以來,中國農產品供需時空錯配十分顯著,農產品流通結構十分復雜,加之流通基礎設施薄弱,數字化水平低,導致流通成本高、產品腐損多、價格波動大,而數字流通發展能夠有效解決這些短板問題。農產品流通數字化體現在物流數字化、信息數字化和資金流數字化三個方面。一是物流數字化。基于物聯網與區塊鏈技術,對倉儲和運輸兩種場景下環境信息、產品信息進行實時精準監測與管控,以達到實現保障品質、減少損耗的目標(阮俊虎等,2020)。二是信息流數字化。在物流數字化的基礎上,進一步改善提升供需信息匹配效率,強化產銷對接互聯互通,通過平行計算技術避免形成信息聚合壟斷,優化供應鏈的業務流程、交互模式、形成機制,進一步降低農產品流通成本(阮俊虎等,2020)。三是資金流數字化。相較于傳統供應鏈資金流,數字化整合了線上線下大量生產數據和交易數據,建立了更加全局化、個性化的信用評估模型,有助于降低資金流動與交易成本,優化資金使用與風險管理,提升資金流系統運行效率。
2022年中央一號文件3次提到“綠色”,分別是“大力開展綠色高質高效行動”“推進農業農村綠色發展”“積極發展特色農業、綠色食品和生態農業”,足以看出發展綠色低碳農業的重要性。長期粗放型的農業發展方式導致中國當下面臨著資源約束趨緊、環境問題嚴重、生態系統退化的嚴峻局面,嚴重制約了中國農業綠色低碳發展(劉澤瑩、韓一軍,2020;殷浩棟等,2021)。農業數字化利用農業物聯網系統精準監測農業活動對環境的影響(阮俊虎等,2020),采用邊緣計算、云計算等數字技術設計最小化環境負面影響的農業活動實施方案,最后通過配套的控制設施系統實現具體場景中的精準執行。通過改變傳統高投入的農業生產方式,轉向集約型精細化生產,有助于緩解當前自然資源和生態環境的約束,為促進農業綠色低碳生產提供可行路徑。
2015—2022年,中央一號文件中共26次提到“產業融合”,其中2016年中央一號文件6次提到“產業融合”。產業融合是指隨著不同產業的技術知識、產品業務、消費市場或價值鏈交叉整合,使得這些產業間的邊界變得模糊的過程(阮俊虎等,2020)。數字化技術推動農業領域形成產業集聚,進一步促進產業集群演化,最后實現產業融合發展。一是農業數字化推動農業產業集聚。數字化程度的加深會加快生產要素的低成本集聚性和流動性,加速人才、資本等現代生產要素流向農業部門,提升農業生產的資源配置效率,實現農業產業集聚。二是農業數字化促進農業產業集群。互聯網、物聯網等數字技術能夠實現要素和信息的實時在線化,促進上下游生產經營主體之間,生產者與消費之間的實時交互,打破產業鏈各環節之間的壁壘,實現農業產業集群化發展。三是農業數字化驅動產業融合發展。以具有高滲透性的數字技術為基礎,轉變傳統以工促農的工業化發展邏輯,考慮城鄉勞動力資本存在的差異,通過降低專業化門檻允許更多的行業人員參與,從而實現農業與工業、服務業的深度融合。
農業數字化是現代數字技術在農業領域深度應用的結果(劉海啟,2017),是實現農業現代化發展的主線之一。然而中國農業數字化起步較晚,與美日等發達國家還存在較大差距。同時考慮到中國人多地少、農業生產老齡化兼業化程度加深、缺乏現代金融支持、農業產業發展滯后等現實困境,應用數字化方案推動農業現代化轉型升級勢在必行。
1.誰能解決未來吃飯問題,誰就擁有主動權:全球糧食與食物安全面臨更嚴峻挑戰,各國大力搶攻突破農業生產時空約束戰略制高點
全球氣候變化和資源不可持續威脅著全球糧食安全(鐘文晶等,2021),再加上新冠肺炎疫情沖擊導致全球糧食市場異常波動,全球糧食安全面臨更加嚴峻的挑戰(程國強、朱滿德,2020;司偉等,2020)。物聯網、大數據、人工智能、機器人等信息技術在農業領域的應用,即農業數字化被認為是緩解糧食安全問題的方案。從全球范圍來看,數字農業起步于20世紀50—60年代廣播電視、通信技術、計算機的產生。根據中國信息通信研究院《全球數字經濟白皮書》,2020年47個世界主要國家中,英國(29.9%)、德國(24.8%)、韓國(17.4%)第一產業數字經濟占比位列前三。中國第一產業數字經濟占比高于全球平均水平,與發達國家還存在較大差距。(2)根據中國信息通信研究院《全球數字經濟新圖景(2020)》,2019年中國農業數字經濟滲透率為8.2%,發達國家平均水平為13.3%。相比于工業和服務業,農業數字經濟發展較為緩慢,但發展潛力巨大。隨著全球數字化的不斷推進,美國、日本、歐盟等國家或地區先后推出數字農業農村發展計劃,以提高農業產業競爭力(錢靜斐、陳秧分,2021)。為牢牢把握糧食安全主動權,加快推動中國農業數字化進程迫在眉睫。
2.誰能引領未來產業發展,誰就占據優勢位:全球農業產業結構重大調整機遇期來臨,各國加快數字農業創新打造價值鏈新高地
以信息技術為代表的新技術革命迅猛發展(李偉、隆國強等,2018),各國紛紛出臺相關政策推進數字化創新發展。2019年日本農林水產省上線“農業數據協作平臺”,在大數據模型預測、農機資源共享、農場智能管理等方面應用效果顯著,區域覆蓋率達到85%(董春巖等,2020)。2021年美國開始實施“農業創新議程”,將數字化和自動化作為農業發展的主要創新工具(錢靜斐、陳秧分,2021)。目前,國際上以美國為代表的數字種植業、以德國為代表的數字養殖業、以荷蘭為代表的智能溫室和以日本為代表的小型智能裝備已經發展相對成熟(趙春江,2021),而中國數字農業尚處于起步階段。隨著新興數字技術推動農業生產方式發生深刻變革,全球農業產業格局將被重塑,中國農業也將迎來前所未有的新機遇。在此背景下,加快農業產業數字化轉型升級,搶占農業價值鏈新高地刻不容緩。
3.誰能掌握育種基因信息,誰就掌握安全碼:全球農作物育種基因編碼科技加速集聚,各國加強育種基因數據治理構建安全防線
保障糧食安全的重要性不言而喻,而生物育種技術是發展現代種業、解決糧食安全問題的重要支撐。2022年中央一號文件提出“啟動農業生物育種重大項目”。近年來,全球范圍內生物育種技術不斷取得重大突破,世界種業進入育種“4.0時代”。《生物育種產業專利導航研究成果》數據顯示,生物育種產業近十年來專利數量快速增長,中國生物育種專利申請量達到17.2萬件,排名第一,占專利申請總量的27%。(3)李鐸:《<生物育種產業專利導航研究成果>報告發布,亮點有哪些》,人民資訊,2021年11月16日,https://baijiahao.baidu.com/s?id=1716549709238727408&wfr=baike。但中國核心專利數量較美國還有很大差距,且專利主要布局在國內,全球競爭能力不足。在各國加強生物育種技術專利壁壘的嚴峻形勢下,搶占生物育種技術及其產業發展制高點,對于實現國家種業科技自立自強尤為重要。
1.誰來種地:老齡化兼業化程度進一步加深,數字化能夠有效提升農業生產力
中國在未來一段時期,尤其是在“十四五”以后,“65后”進入60歲,“75后”進入50歲,“85后”進入40歲,老齡化程度進一步加深,將缺少會農務、知農藝、懂農業的勞動力。工業、服務業的快速發展提供了單位時間收入更高的就業崗位,吸引農村年輕勞動力不斷向城市轉移,返鄉務農的高齡勞動力將會增多,成為小規模兼業農戶(葉興慶,2021)。數字技術能夠實現農業標準化、專業化生產,提升生產效率與規模集約化水平,緩解人的矛盾。如智能決策系統有機結合了農機農藝與現代信息技術,推動農業生產從主觀經驗主導向客觀數據支撐方向升級,避免傳統農業依靠個人經驗積累來決策和執行所帶來的整體生產環節波動性大、效率低下及質量無法控制等難題。
2.用什么地來種地:土地可持續發展面臨嚴峻挑戰,數字化能夠有效提高土地利用率
在新型城鎮化發展、農村人口外流等趨勢下,農村空心化現象日益嚴重,零碎的、質量較差的耕地容易被撂荒。再結合中國地少人多、小農經營的基本國情,通過土地整合實現規?;a經營的成本較高,農業土地的可持續發展面臨嚴峻挑戰。數字化發展通過數據信息整合,進一步突破農業生產的時空約束,提高市場配置效率,緩解地的矛盾。通過引入土地信息管理平臺,利用物聯網、區塊鏈、遙感技術、地理信息系統等監測土地數量和質量、土地所有權、土地利用性質等信息,能夠有效降低交易成本,優化資源配置,從而增加經濟效益。
3.用什么資本來種地:農業農村金融體系發展不健全,數字化能夠有效降低交易成本
農業生產長期存在非標準化、專業化不足等問題,無法實現與現代金融資本市場的有效銜接,農村金融機構資金外逃、服務非農等現象普遍發生。根據中國人民銀行2021年四季度央行金融機構評級結果,農村商業銀行、農村合作銀行、農信社等農合機構和村鎮銀行在所有機構類型中風險最高,高風險機構數量為186家和103家,資產占本類型機構的5%、7%。農村金融發展困境主要有三點:一是信息不對稱,由此產生逆向選擇和道德風險(Stiglitz and Weiss,1981);二是基礎金融服務不足,交易成本高;三是缺少風險分擔機制。數字技術能夠為農村金融提供新的解決思路,具體包括三方面:一是利用互聯網獲取農戶農業生產、個人信用等信息,優化風險管理策略;二是通過手機銀行為農戶提供實時在線服務,并根據農戶需求實施精準營銷;三是物聯網、區塊鏈等技術有效確保交易真實性,人工智能、云計算等技術進一步完善風險管理模型。
4.如何更高效種地:農業產業發展嚴重滯后,數字化能夠加快推進產業現代化轉型
農業數字化發展遠遠滯后于工業數字化、服務業數字化發展。根據中國信息通信研究院《全球數字經濟新圖景(2020)》,中國農業、工業、服務業數字經濟滲透率分別為8.2%、19.5%和37.8%。固定成本低、交易成本高的服務業更易于進行數字化轉型,5G、物聯網、大數據、人工智能、區塊鏈等技術在車輛、能源行業應用的發展也加快了工業數字化的步伐??紤]到農業生產高度依賴自然資源,生產經營方式單一等行業屬性,進行數字化轉型的壁壘較高,數字化轉型進展緩慢。補齊農業數字化短板,促進農業現代化轉型,能夠有效緩解產業結構矛盾,推動工業和服務業進一步邁向現代化,助力中國全面建設社會主義現代化國家。
數字化是破解農業發展瓶頸的重要手段。隨著數字化技術不斷成熟,中國二三產業數字化在全球占據領先地位,農村地區光纖、4G等數字基礎設施全面覆蓋,農業生產機械化規模化水平進一步提升,農業領域數字化應用成效顯著??傮w來看,中國農業數字化已經具備良好的基礎,同時也面臨土地碎片化程度高、人力資本缺乏、數字農業技術創新不足、數據鴻溝加劇等一系列挑戰。
一是中國工業數字化與服務業數字化發展全球領先。隨著數字化革命加速滲透和中國營商環境持續改善,中國工業數字化與服務業數字化發展迅速,占據全球領先地位。目前全球有超過300個工業互聯網平臺,(4)數據來源:中國信通院《全球數字經濟白皮書(2022年)》,全球已有超過300個工業互聯網平臺,中國具備一定影響力的平臺接近100個。而中國具備一定影響力的工業互聯網平臺超過150家,接入設備總量超過7600萬臺套,已經形成覆蓋京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝雙城經濟圈的體系化布局。(5)中國互聯網絡信息中心:《第49次中國互聯網絡發展狀況統計報告》,中國互聯網信息中心網站,2022年2月25日。新冠肺炎疫情影響下,全球服務業數字化率爆發性增長,2020年第三產業數字經濟占比達到43.9%。(6)中國信通院:《全球數字經濟白皮書(2022年)》,中國信通院網站,2022年7月。從發展趨勢上來看,以電子商務為代表的生活性服務業向以金融科技為代表的生產性服務業數字化加速拓展。根據安永數據,全球金融科技用戶平均采用率由2015年的16%上升至2019年的64%,中國和印度的金融科技采用率達到87%,并列全球第一。
二是數字基礎設施建設與服務供給能力基本建成。數字經濟的發展壯大依賴于對數據的獲取、流通和應用能力,而這主要取決于數字基礎設施的建設。農業數字化是數字化與農業融合發展的結果,需要較為完善的數字基礎設施支持。近年來,數字基礎設施在農村的滲透發展速度非??欤青l差距持續縮小(李燈華、許世衛,2022)。根據中國信息通信研究院發布的《中國寬帶發展白皮書》,目前全國行政村通光纖和4G的比例均超過了99%。根據中國互聯網絡信息中心《第49次中國互聯網絡發展狀況統計報告》,2021年底農村地區互聯網普及率為57.6%,城鄉地區互聯網普及率差異較2017年縮小12.9個百分點。(7)中國互聯網絡信息中心:《第49次中國互聯網絡發展情況統計報告》,中國互聯網信息中心網站,2022年2月25日。
三是農業生產規?;c機械化邁上新臺階。當前中國農業生產規?;C械化水平進一步提升,農業生產現代化發展進入新階段。根據第三次全國農業普查,2016年耕地規?;戎貫?8.6%,而生豬、家禽養殖規?;戎胤謩e為62.9%和73.9%。截至2021年9月底,中國家庭農場平均經營規模為134.3畝,(8)佚名:《家庭農場超380萬個 農民合作社223萬家》,中國農民合作社網,2021年12月23日,https://baijiahao.baidu.com/s?id=17198 65243748766755&wfr=spider&for=pc。經營耕地面積約占全國耕地面積的26.61%。中國農業生產已進入機械化為主導的新階段,從主要依靠人力畜力轉向主要依靠機械動力,2020年中國各主要糧食作物耕種收綜合機械化率均超過80%,小麥、水稻、玉米耕種收綜合機械化率分別超95%、85%、90%。(9)佚名:《中國農民挑起“金扁擔”》,人民網,2021年8月10日。根據《2020年全國農業機械化發展統計公報》,全國農作物耕種收綜合機械化率達71.25%,其中機耕率、機播率、機收率分別達到85.49%、58.98%、64.56%。
四是農業數字化技術與模式探索應用蓬勃發展。近年來,中國農業數字化技術研發成效顯著,在農業環境傳感器、北斗導航無人駕駛農機、大型溫室等設施設備基本實現自主技術自主生產,在農業大數據挖掘、智能算法、預訓練模型等方面也進行了深入研究,并在大田種植、設施農業、信息服務等領域進行了初步探索應用。在東北、西北、黃淮海平原等大田生產領域,通過廣泛應用遙感監測、農機北斗導航作業和智能決策支持系統等技術,實現大田精準作業(趙春江,2021)。在設施養殖領域,開展基于個體生長特征監測的飼料自動配置、精準飼喂,基于個體生理信息實時監測的疾病診斷和面向群體養殖的疫情預測預報(李道亮,2015)。在設施園藝領域,目前所有的現代玻璃溫室和40%的日光溫室均采用了環境監測、水肥一體化技術;設施食用菌產業也廣泛應用了信息技術進行產量和品質的控制。在農業農村信息服務領域,通過機器學習、時空大數據挖掘、知識圖譜構建,語音智能識別等技術的應用,實現個性化精準服務(趙春江,2021)。
一是耕地碎片化比例大,土地集約化經營成本高。“大國小農”仍是中國基本國情農情。第三次農業普查數據顯示,全國小農戶數量占到農業經營主體的98%以上,小農戶從業人員占農業從業人員的90%,小農戶經營耕地面積占總耕地面積的70%。土地流轉是新型農業經營主體擴大經營規模的重要途徑。農業農村部家庭農場監測數據顯示,全國約有67.4%的家庭農場經營的土地來自農村土地流轉。土地細碎化、分散化經營,增加了通過土地流轉實現集約化經營的成本,對農業經營收入造成一定程度負面影響。
二是農業勞動力人力資本缺乏,農業數字化應用能力不高。農業勞動力人力資本不足主要體現在兩方面:一方面勞動力老齡化與兼業化趨勢愈發顯著。從勞動力年齡結構來看,農村地區已經率先進入中度老齡化。(10)徐陽晨:《七普數據透視破解農村老齡化問題應在鄉村振興戰略中形成“養老合力”》,中國婦女網,2021年5月26日,http://www.cnwomen.com.cn/2021/05/26/wap_99226391.html。第七次全國人口普查數據顯示,農村60歲、65歲及以上老人的比重達到23.81%、17.72%,比城鎮高出7.99、6.61個百分點。(11)全國第七次人口普查數據(2021年)。從勞動力兼業結構來看,農業內部呈現純農戶和高度兼業農戶比例不斷下降、非農戶比例不斷上升的分化態勢。2003年中國非農戶占比僅為33.28%,2016年非農戶占比增加到64.04%,年均增長率為5.16%。農戶家庭從事農業勞動的時間從2003年的44.06%下降到2016年的29.81%。另一方面大多數涉農主體教育水平普遍偏低,尚不具備從事高科技型農業的素質和能力。既不能接受農業數字化轉型、又不能駕馭數字農業,使農業高質量發展的內生動不足(劉元勝,2020)。
三是數字農業技術創新不足,技術普適性與經濟可行性差。相比于工業和服務業,數字技術在農業領域的研發瓶頸尚未突破,缺乏經濟可行性和技術普適性。目前市場上已有的農業物聯網、智能監測設備售價過高,考慮到農業生產周期較長,無法在短期內收回投資成本,農業經營主體采用農業數字化技術的意愿不強。大多數農業裝備業尚未實現數字化轉型,仍以農業經濟或工業經濟的傳統思維組織生產,導致產品無法滿足農業數字化轉型要求(劉元勝,2020)。數字技術研發人員仍以專業電子信息技術人員為主,更多專注于技術研發,對農業問題缺乏全方位精準的理解,無法把握農業再生產規模,造成數字技術研發成果不適用于農業再生產全過程。具有豐富農業生產經驗的從業人員對數字技術缺乏深度認識,不能駕馭數字技術從事農業再生產,使農業再生產的數字化科技含量不高(殷浩棟等,2021)。
四是信息有效性供給不足,導致數字鴻溝加劇。目前中國農村地區信息基礎設施逐漸完善,信息的可接入性即“一級數字鴻溝”已基本填平,但農戶的信息利用能力存在較大差距。農業數字化一定程度上加劇了農村地區的“二級數字鴻溝”。主要體現在以下兩方面:一是加劇了東西部農村地區的不平等。東西部農業數字化發展水平存在顯著差異(黃季焜,2021),由高到低明顯呈現“東—中—西”的階梯型空間分布格局;西部地區大部分省市的數字農業發展處于中等以下水平,與全國平均水平相比仍存在一定差距。二是加劇了同一地區內部的不平等,如規模種植農戶和小農戶之間的矛盾。盡管農業數字化發展有助于農民整體收入水平提高,但卻不利于小農獲益。數字農業技術需要更高的土地規模和財力,從而將小農排除在收益之外(鐘文晶等,2020)。
21世紀以來,全球數字農業的進程不斷加快,以美國、日本、德國等為代表的發達國家數字農業發展相對成熟,中國數字農業發展還處于起步階段。2004—2022年中央一號文件連續19年強調數字化,足以看出對農業數字化發展的重視。農業數字化以數據作為新要素投入,聚集現代生產要素,利用新興數字化技術對生產環節、流通環節進行實時準確監測與管控,實現綠色、高效的生產組織方式,帶動產業融合發展,促進農業現代化轉型升級。加快農業數字化探索,對于緩解中國更加嚴峻的產業結構、人口、土地、資本的矛盾,保障農業安全、糧食安全,全面推進鄉村振興具有重要意義。總體來看,中國工業數字化與服務業數字化發展全球領先,數字基礎設施建設與服務供給能力基本建成;農業生產規?;C械化邁上新臺階,農業數字化技術與模式探索應用蓬勃發展,農業數字化發展具備良好基礎,但仍然面臨土地集約化成本高、數字化應用能力不高、數字化創新能力不足、數字鴻溝加劇等一系列挑戰。綜上,針對加快中國農業數字化發展,提出以下幾點政策建議。
一是加強政策研究與頂層規劃。全面深入貫徹中央一號文件精神,緊緊圍繞“產業數字化、數字產業化”同步推進原則,參照《“十四五”國家信息化規劃》與《“十四五”數字經濟發展規劃》,加快推動《“十四五”全國農業農村信息化發展規劃》與《數字鄉村發展行動計劃(2022—2025年)》實施落地,充分利用產業數字化夯實數字產業化節本增效發展基礎,充分利用數字產業化反過來不斷提升產業數字化建設水平,積極研究制定出臺各層級與區域性特色優勢產業數字農業發展政策,強化數字農業發展財政引導與金融支持。同時,需加快農業數據安全立法,加大農業數據安全監管力度,明晰農業數字產權邊界,降低農業數據泄露、非法利用的風險。二是聚焦重點項目與示范推廣。聚焦糧食安全、食物安全、特色優勢主導產業發展,加強國家與省市縣各級數字農業創新應用基地與農業農村信息化示范基地建設,持續打造國家數字鄉村建設試點,實現相關技術產品集成應用示范、中試熟化、標準驗證等功能,建設各級特色優勢產業大數據平臺,推動產業數據匯總集成和開放共享,助力全國農產品統一大市場與農資統一大市場發展,為全國提供一大批可復制、可推廣的“產業數字化+數字產業化”齊頭并進的節本增效模式。依托基層農技推廣體系,開展重點項目示范、專業技能培訓等工作,多管齊下提升農民數字素養,打造農業數字化經營隊伍,加快農業生產經營數字化轉型升級。三是加大科技創新與成果轉化。圍繞物聯網信息采集技術(高精度環境傳感器、紅外感應器、物理傳感技術、光譜技術、無人機等)、云計算技術(云計算、邊緣計算和區塊鏈等)、農業大數據技術(多元融合、數據清洗、數據挖掘、數據繁殖等)、網絡通信技術(5G、近場通信、本地互聯等)、人工智能(圖論算法、運籌優化、遺傳算法、機器學習、自組織控制、預訓練大模型研發)等方面加大科技創新支持力度,鼓勵科研院校學科交叉融合,校企合作、產研融合,協同攻關農業產業數字化與農業數字產業化中的“卡脖子”問題,強化科研成果產業轉化,同時也加強推動產業發展成效的科研成果轉化,對具有重要應用價值的研究成果或創新項目給予產業投融資、營商環境等方面的例外支持,為中國繁雜的農業應用場景提供高效率的數字化解決方案,也為全球數字農業發展貢獻中國智慧。四是多措并舉強化保障體系。堅持政府引導、市場主導、多方參與的原則,推進數字發展所需公共基礎設施優化升級。加快制訂及修訂各領域、各環節、各品類的農業數字化標準體系。通過財稅金融支持引導農業經營主體接入全國性或區域性的農業大數據平臺,進一步完善數字農業教育、科研、培訓、推廣體系,在科研項目設立、科研經費分配與人才編制待遇等方面,給予中國數字農業建設所急需的農業數字化技術創新人才、農業數字化工程建設人才、農業數字化產業發展人才等優勢隊伍建設一定的傾斜支持。