我國氣候智慧型農業發展現狀及其前景分析

□周祉沐，王 楠，鄧永飄，馬紹碩，黎 明

（湖北工業大學經濟與管理學院，湖北 武漢 430068）

1 研究背景

當前，因全球變暖導致的極端氣候事件頻發成為國際社會關注的焦點，氣溫升高及降水異常帶來的物候變化嚴重影響我國農業生產發展。農業生產作為關系人類生存發展的重要生產活動，是最大的溫室氣體排放源之一。為實現我國2030 年碳達峰、2060 年碳中和的“雙碳”目標，我國“十四五”規劃建議將氣候變化工作納入生態環境保護的各個環節，明確了我國農業生產低碳綠色的可持續發展道路。傳統農業受制于氣象因素，生產結構單一且效率低下，難以滿足區域健康發展的糧食安全目標。而氣候智慧型農業能夠最大限度地適應及減緩氣候變化，在確保糧食安全的基礎上推動區域農業高質量發展。氣候智慧型農業致力于實現農業可持續發展、國家糧食安全和氣候變化風險抵御力增強等方面的協同發展[1]。因此，結合國家資源稟賦將氣候智慧型農業的發展與鄉村振興戰略相融合，探索適合我國國情的氣候農業發展道路，成為現代農業發展的重要環節。

2 氣候智慧型農業的產生與發展

2.1 氣候智慧型農業的概念

氣候智慧型農業相關概念最初由聯合國糧農組織于2010 年提出，并在歐美發達國家率先展開實踐。氣候智慧型農業的產生與發展具有一定的現實必要性，在當前全世界明確的“雙碳”目標背景下，先進農業生產模式是適應氣候變化及農業可持續發展的重要支撐。未來，氣候智慧型農業可在農業生產效率提升、農業生產氣候適應、農業溫室氣體排量削減、國家糧食安全戰略目標實現等方面發揮作用。因此，氣候智慧型農業的概念本質與可持續農業一致，其關注重點包含低碳農業生產與可變氣候下的農業生產模式調整[2]。當前，在國際社會的大力倡導下，氣候智慧型農業的相關實踐工作已廣泛開展，在歐美等發達國家也形成了相對成熟的發展模式。在當前氣候變化的背景下，氣候智慧型農業（CSA）成為集技術、政策、投資于一體的以全球糧食安全為目標的農業生產模式[3]，因此，氣候智慧型農業也可視為農業實現高質量發展的重要創新，可持續的生產、動態及彈性的建設模式和低碳農業生產成為氣候智慧型農業的核心要素，通過天氣智慧、營養智慧、作物智慧、水分智慧、碳智慧及機構智慧等6 個維度的建設路徑支撐其健康發展。

2.2 我國農業生產模式的發展歷程

中華人民共和國成立以來，我國農業經歷了探索、改革、發展、進步的曲折歷程。20 世紀80 年代至1996 年，我國長期處于傳統農業生產階段，以人力為主的小農生產方式滿足了自給自足的傳統經濟發展需求。1996—2010 年，我國進入農業發展的快車道，科技的發展推動傳統農業向現代農業生產過渡，信息技術成為農業生產創新的重要驅動。2010 年至今，國家高度重視生態農業的發展，農業環境問題及極端氣候事件頻發推進了氣候智慧型農業等新型農業生產模式概念的引進工作，發展可持續的農業生產模式成為國家的重要戰略目標。氣候智慧型農業作為聯合國糧農組織重點打造的生產模式，以“固碳、減排、穩糧、增收”為核心的生產理念與中國當前快速發展的農業生產需求高度吻合，2015 年由原農業部與世界銀行牽頭，我國正式開始了氣候智慧型農業生產實踐。

3 氣候智慧型農業的發展研究現狀

3.1 國內氣候智慧型農業研究概況

我國正處于從傳統農業向現代農業轉型的過渡期，推進氣候智慧型農業實踐工作有望成為國家農業生產方式的重大創新，也有助于兌現碳減排國際承諾，推動農業可持續發展，增強農業應對氣候變化風險的抵御力。2014 年由原農業部與世界銀行共同實施、全球環境基金資助的“氣候智慧型主要糧食作物生產項目”在北京啟動。旨在建立高產、高效、低排放的農業生產新模式，重點開展減排固碳的關鍵技術集成與示范工作，成為我國農業領域第一個真正意義上的氣候智慧型概念項目。氣候智慧型農業的產生和發展與以綠色低碳為導向的高質量農業發展高度契合，在氣候變化已為常態的現實情況下，自然資源短缺與生態環境惡化成為我國現代農業發展的重要障礙，發展氣候智慧型農業成為保障國家糧食安全的農業可持續路徑。圍繞氣候智慧型農業在我國的一系列實踐探索，學者提出當前我國氣候智慧型農業發展的重心在于立足傳統產糧大省，打造以傳統糧食作物為主的農業生產減排技術體系，從而推動氣候智慧型農業健康發展[4]。當前，要實現傳統農業向氣候智慧型農業的過渡仍面臨諸多困境，傳統的小農生產模式、滯后的農業基礎設施建設以及技術與人才的匱乏均是當前我國實現農業模式升級亟需解決的問題[5]。因此，基于現有農業實踐探索，解決原有生態欠賬，聚焦因地制宜的氣候智慧型農業生產模式可能成為我國應對氣候變化、實現可持續農業發展的重要現實路徑。

3.2 國外氣候智慧型農業發展概況

隨著信息技術與高效生態農業的發展，氣候智慧型農業成為農業生產適應氣候變化的重要發展方向。農業信息化技術的大規模應用為傳統農業向氣候智慧型農業轉型提供了契機，特別是以美、日為代表的發達國家根據自身農業生產特點開展了大量科學研究與實際應用工作，且成果顯著。美國具備規模農業的先發優勢，豐富的土地資源、完善的農業基礎設施建設、成熟的機械化和集約化生產體系形成了氣候智慧型農業實踐的重要基礎支撐，通過建立完善的激勵政策，聚焦產品資源化技術，推進可持續土壤管理及優化農產品供應鏈等核心環節，美國建立了完善的區域氣候智慧型農業實踐及檢驗體系。日本土地資源有限，高度重視農業生產高質量發展，在氣候智慧型農業的實踐過程中采取了重視生物科技運用、推進農業機械小型化和夯實農業基礎設施等關鍵措施，在確保土地質量的基礎上實現農作物的增收與品種改良。線上農業的實踐更是集成了信息技術、傳感技術和遠程控制技術等多項內容，實現了農業生產的遠程精準控制，是世界范圍內氣候智慧型農業發展的重要示范。

4 氣候智慧型農業的發展困境

我國正處于傳統農業向現代農業轉型的重大歷史時期，但我國農業基礎設施薄弱，當前氣候智慧型農業發展與歐美發達國家存在一定的差距，仍面臨著諸多困難。氣候智慧型農業集成了信息技術與現代農業生產技術，依托快速的環境反饋技術及成熟的現代農業設施，實現作物在多變環境下的穩定產出，確保農業生產的氣候韌性。但基于現有的農業基礎設施，氣候智慧型農業多目標的實現還需要大量資金與技術投入[6]，因此，發展氣候智慧型農業不應追求高、大、全，而需要綜合考慮其成本收益，因地制宜地進行技術整合以產生最大的經濟效益和生態環境價值。針對氣候智慧型農業的發展，國家出臺了一系列關于農業發展及鄉村振興建設的重要政策，明確了氣候智慧型農業等先進農業生產模式的發展方向。但農業基礎設施建設滯后，農村區域氣象基礎設施匱乏、農村信息技術建設尚未完善、農村綠色金融體系缺失及相關專業人才嚴重匱乏等諸多因素嚴重制約了氣候智慧型農業的發展與建設。

隨著互聯網的快速發展和國家鄉村振興戰略的提出，我國農業生產需要信息技術的全面介入。受地理、氣候與土壤等多因素影響，局部農業成功模式難以在不同地區復制與嫁接[7]，因此，區域地理特征的差異導致氣候智慧型農業發展呈現多樣化趨勢。而實現農業生產與區域氣候特點相融合、發掘新的農業生產經濟增長點成為區域氣候智慧型農業發展的關鍵。

5 我國氣候智慧型農業發展前景分析

氣候智慧型農業作為一種新型農業生產模式，可為農業系統應對氣候變化過程提供重要幫助，協助農業系統及時反饋，有效實現氣候變化中的糧食安全發展。因此，可將氣候智慧型農業的發展目標聚焦為農業生產與農業經濟發展的可持續，氣候變化的適應能力構建，農業溫室氣體排放的削減。氣候智慧型農業可視為可持續糧食安全在氣候變化下的農業戰略，是糧農組織戰略目標“FAO 2013”下的11 項資源籌劃合作領域之一，契合了可持續農業發展的愿景。

氣候智慧型農業是我國農業可持續發展的重要建設路徑，在提高農業生產力的基礎上，有效保證了農民收益與國家糧食安全。研究表明，受全球氣候變化影響，因極端天氣引發的糧食減產和糧食價格上升使全球大部分國家面臨糧食危機，其中發展中國家較為嚴重。

近年來，新冠肺炎疫情擴散導致世界各國糧食出口格局改變，以小麥、大米、玉米為代表的主要糧食作物也呈現出較大的價格波動，我國對外糧食依存度呈增加態勢，2019 年我國大豆對外依存度為83%，玉米成為凈進口國。因此，在氣候變化及重大疫情的雙重壓力下，農業生產效率的提升成為國家糧食安全的重要保障，也是未來我國農業發展的重要建設內容。

氣候智慧型農業強調科學應對氣候變化，增強對氣候變化的抵御力。氣候變化對農業生產的影響主要體現在降水與溫度的變動等方面，其中以氣溫升高為代表的氣候變化可產生蟲害頻發、作物減產等負面影響，原有的技術措施也難以適應及調整。因此，氣候智慧型農業強調傳統農業與信息技術整合，對水、土壤、養分等作物生長要素進行信息收集與管理，通過節水農業、生態農業和信息農業技術加強農業生產的氣候韌性。智慧農業技術是氣候智慧型農業體系中重要基礎支撐，互聯網技術、地理信息系統及專家農業系統共同構建的智能農場技術為氣候變化條件下農業增產增效提供了新的可能。借助無線傳感器搭建的農業信息系統幫助農戶及時獲取牲畜、作物、土壤、環境條件等關鍵信息，并及時作出調整，而信息的優勢有助于農戶形成最優的農業解決方案。

農業生產與氣候變化之間存在著較強的關聯，相較于其他產業類型，農業生產更易受到氣候變化的影響，同時農業生產也因排放較大的溫室氣體而成為影響氣候變化的重要因素。據統計，全世界稻田CH4排放量占全球總量的6%，而畜牧業更是高達18%。因此，發展氣候智慧型農業，不僅是農業生產對氣候變化的適應與調整，更是積極推進農業低碳減排的可操作性與應用。通過建立農業廢棄物的資源再利用科學體系、推進生態農業及有機農業的生產體系、發展適宜的農業種植體系及強調節能高效農業技術措施的應用，氣候智慧型農業可以在農業節能減排領域發揮積極作用。同時，清潔能源與高效農業的生產方式不僅降低了農業溫室氣體排放量，也一定程度消除了規模農業生產的弊端，提升了農業環境與農作物質量。氣候變化在導致極端天氣頻發的同時可能造成病蟲害流行，傳統農業的應對方式是采用大量的農藥與化肥來減輕損失，而氣候智慧型農業則采用綜合與互補的方式，在確保產量的同時提升農產品品質。

6 政策建議

我國的氣候智慧型農業發展處于初級發展階段，傳統的小農經濟生產模式、農業基礎設施建設落后、相關技術基礎薄弱、綜合人才短缺以及缺乏明確的市場導向等因素嚴重阻礙了我國農業可持續發展。因此，為更好地發展氣候智慧型農業提出以下建議。

第一，需要建立完善的政策扶持機制，明確農業可持續發展導向，引導相關企業進入氣候智慧型農業產業鏈，在完成區域土地資源以及氣候資源調研的基礎上選擇優先發展領域，通過激勵機制鼓勵農戶嘗試先進的農業生產模式，搭建完善的氣候智慧型農業發展體系。

第二，因地制宜地調整農業結構，推進農業生產的質量與效益提升，實現農業綠色低碳可持續發展。通過加強農業部門與相關部門的多元合作，建立完善的質量評價體系，實現氣候智慧型農業農產品市場價值增值，推動氣候智慧型農業在我國更大范圍內實踐示范。

第三，信息技術與農業生產的整合是氣候智慧型農業的核心環節。積極推進氣候智慧型農業的技術研發、完善前沿科學技術引進體制、加強相關專業人才的培養體系等成為推進農業生產科技創新的重要助力。通過全面整合土地資源、氣象資源、人力資源及先進生產技術等信息，加強農業生產的氣候韌性，從而實現國家糧食安全的戰略目標。

第四，政府應加大宣傳力度，積極倡導氣候智慧型農業新理念，為農民提供氣候智慧型農業的信息及相關技術，引導相關企業及投資機構介入氣候智慧型農業的生產體系及市場拓展，從而促進傳統農業的轉型發展，提升農業生產管理水平，增強農業生產的抗市場風險能力，幫助農民節約生產成本、提高收益。通過建立并完善農業碳排放交易機制，將農業碳排放納入碳交易，用市場的力量推動節能減排，助力“雙碳”目標的快速實現。

隨著我國農業基礎設施不斷完善，我國氣候智慧型農業會步入發展的快車道。未來，成熟的氣候智慧信息系統能夠協助完成農業生產決策，減弱氣候變化對農業生產所造成的影響，從而推進我國農業生產可持續發展。