一、充分認識現(xiàn)代信息科技的時代特征
現(xiàn)代信息科技在當代表現(xiàn)出兩大突出特征。一是信息科技的生產(chǎn)力特征。現(xiàn)代信息科技是直接的生產(chǎn)力，通過與農(nóng)業(yè)各生產(chǎn)力要素滲透，起到倍增器的作用，大大提高了農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息科技是未來最活躍的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，互聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)業(yè)人工智能、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等技術(shù)，將提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者決策和管理行為的智能化；農(nóng)業(yè)傳感器、農(nóng)業(yè)機器人、農(nóng)業(yè)智能裝備等技術(shù)將實現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具的轉(zhuǎn)型升級；數(shù)字化技術(shù)將使管理者更清晰地認識和把握農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對象及其與各生產(chǎn)要素、環(huán)境要素、技術(shù)措施等相互作用關(guān)系。二是信息科技的經(jīng)濟特征。數(shù)字經(jīng)濟是指以使用數(shù)字化的知識和信息作為關(guān)鍵生產(chǎn)要素，以現(xiàn)代信息網(wǎng)絡為重要載體，以信息通信技術(shù)的有效使用作為效率提升和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)優(yōu)化重要推動力的一系列經(jīng)濟活動。20世紀90年代以來，美國抓住了數(shù)字革命的機遇，創(chuàng)造了10多年的經(jīng)濟繁榮，成為世界第一數(shù)字經(jīng)濟大國。隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息科技的快速發(fā)展以及與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的深度融合，數(shù)字經(jīng)濟成為當今世界經(jīng)濟發(fā)展的主要驅(qū)動力。2018年我國數(shù)字經(jīng)濟總量31萬億元，占GDP比重達到34.8%。據(jù)中國信息通信研究院數(shù)據(jù)，預計2035年我國數(shù)字經(jīng)濟規(guī)模150萬億元，占GDP比重55%，達到發(fā)達國家平均水平。2019年10月11日，國家主席習近平在致中國國際數(shù)字經(jīng)濟博覽會的賀信中指出，數(shù)字經(jīng)濟將點燃助推世界經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的“數(shù)字引擎”。一方面，農(nóng)業(yè)是最基礎的傳統(tǒng)行業(yè)，我國農(nóng)業(yè)數(shù)字經(jīng)濟與工業(yè)、服務業(yè)等行業(yè)和領域相比，潛力巨大。據(jù)中國信息通信研究院2019年發(fā)布的數(shù)據(jù)，2018年我國農(nóng)業(yè)數(shù)字經(jīng)濟僅占農(nóng)業(yè)增加值的7.3%，遠低于工業(yè) 18.3%、服務業(yè) 35.9%的水平。另一方面，我國農(nóng)村地區(qū)對信息基礎設施有著巨大需求，發(fā)展鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)，提高農(nóng)村地區(qū)居民生活水平、提升鄉(xiāng)村治理能力，對互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)和智能終端等需求迫切，孕育著巨大規(guī)模的數(shù)字經(jīng)濟。
二、大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，重塑我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)
（一）國際形勢。世界農(nóng)業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了以矮稈品種為代表的第一次綠色革命、以動植物轉(zhuǎn)基因為核心的第二次綠色革命，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)的深度融合發(fā)展，農(nóng)業(yè)的第三次革命——“農(nóng)業(yè)數(shù)字革命”正在到來。發(fā)達國家對智慧農(nóng)業(yè)進行戰(zhàn)略布局。
1.美國。在經(jīng)歷了機械化、雜交種化、化學化、生物技術(shù)化后，正走向數(shù)字農(nóng)業(yè)。據(jù)測算，目前美國20%耕地、80%大農(nóng)場實現(xiàn)了大田生產(chǎn)全程數(shù)字化，平均每個農(nóng)場約擁有50臺連接物聯(lián)網(wǎng)的設備。
2.加拿大。聯(lián)邦政府預測與策劃組織在其發(fā)布的《MetaScan3:新興技術(shù)與相關(guān)信息圖》報告中指出，土壤與作物感應器（傳感器）、家畜生物識別、農(nóng)業(yè)機器人等技術(shù)將在未來5-10年進入生產(chǎn)實際，顛覆傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。
3.歐盟。2017年10月12日，歐洲農(nóng)機協(xié)會(CEMA)在歐盟總部召開峰會，提出在農(nóng)業(yè)數(shù)字技術(shù)革命的背景下，未來歐洲農(nóng)業(yè)發(fā)展方向是以現(xiàn)代信息技術(shù)裝備為核心的“農(nóng)業(yè)4.0”。
4.日本。2014年安倍晉三牽頭的“戰(zhàn)略創(chuàng)新/創(chuàng)造計劃(SIP)”中，2015年啟動了“基于智能機械+智能IT的下一代農(nóng)林水產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造技術(shù)”項目。日本未來將大力發(fā)展以農(nóng)業(yè)機器人為核心的無人農(nóng)場。
據(jù)國際咨詢機構(gòu)預測，到2025年，全球智慧農(nóng)業(yè)市值將達到683.89 億美元，發(fā)展最快的是亞太地區(qū)（中國），年復合增長率（CAGR）達到14.12%，主要內(nèi)容包括大田精準農(nóng)業(yè)、智慧畜牧業(yè)、智慧漁業(yè)、智能溫室，主要技術(shù)包括遙感與傳感器系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)與云服務技術(shù)、智能化農(nóng)業(yè)裝備（無人機、機器人）。
（二）我國對發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的重大需求分析
1.勞力短缺導致人工成本迅速增加。2019年我國城鎮(zhèn)化率為60.60%，“十三五”期間農(nóng)村將轉(zhuǎn)移人口1個億。根據(jù)世界銀行數(shù)據(jù)，我國農(nóng)業(yè)勞力占比由1991年的60%（世界平均45%）下降到2018年的26%（世界平均28%）。農(nóng)村勞動力短缺，人工成本迅速增加，目前幾乎所有農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的人工成本占比超過50%。農(nóng)業(yè)勞力老齡化日益突出，預計“十四五”我國農(nóng)業(yè)勞力60歲以上占比接近80%。另外，農(nóng)業(yè)從業(yè)人員受教育程度低，也是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的短板。
2.我國農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)競爭力不強。一是生產(chǎn)規(guī)模小。我國人均耕地2畝，是美國1/200；我國勞均耕地9畝，美國勞均957畝。小農(nóng)戶生產(chǎn)是我國農(nóng)業(yè)的基本特征，現(xiàn)在農(nóng)戶2.2-2.3億戶，50畝以下農(nóng)戶耕地占全國耕地總面積的80%。二是方式落后。 2019年我國主要農(nóng)作物（小麥、玉米、水稻）耕種收綜合機械化率69%，而設施農(nóng)業(yè)機械化率僅31%-33%，畜禽養(yǎng)殖業(yè)機械化率35%（其中生豬養(yǎng)殖機械化水平在30%，雞養(yǎng)殖的機械化水平在40%，肉牛、水禽等機械化水平普遍低于30%）。三是效率效益低。歐美農(nóng)業(yè)人均產(chǎn)值5-7萬美元，日韓3-5萬美元，中國7850美元（2016年），是美國1/10、歐洲1/7、日韓1/6。
3.我國智慧農(nóng)業(yè)缺乏技術(shù)儲備。智慧農(nóng)業(yè)具有顯著的多學科交叉的特點，由于農(nóng)業(yè)的生物特性，將工業(yè)信息技術(shù)直接拿到農(nóng)業(yè)領域往往不能有效解決農(nóng)業(yè)問題，必須開展基于農(nóng)業(yè)生物特性和農(nóng)業(yè)問題的專題研究。由于缺乏基礎性和原創(chuàng)性研究，我國智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)整體上與發(fā)達國家差距在10年以上，特別是在農(nóng)業(yè)傳感器、農(nóng)業(yè)人工智能、農(nóng)業(yè)機器人等方面，差距更大。我國智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)不僅僅是“短板”問題，而是整體上的“短桶”問題。
（三）我國智慧農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略布局
我國農(nóng)業(yè)在經(jīng)歷了人力和畜力為主的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)（農(nóng)業(yè)1.0），以廣泛應用雜交種和化肥、農(nóng)藥的生物-化學農(nóng)業(yè)（農(nóng)業(yè)2.0），以農(nóng)業(yè)機械為生產(chǎn)工具的機械化農(nóng)業(yè)（農(nóng)業(yè)3.0）之后，正向以信息為生產(chǎn)要素，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、區(qū)塊鏈、人工智能和智能裝備應用為特征的智慧農(nóng)業(yè)（農(nóng)業(yè)4.0）邁進。
當前我國農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨著誰來種地、怎樣把地種好的重大問題，面臨著質(zhì)量效益不高、產(chǎn)業(yè)國際競爭力不強等挑戰(zhàn)。圍繞農(nóng)業(yè)“保供給、促升級、提效益、可持續(xù)”發(fā)展理念，“十四五”我國智慧農(nóng)業(yè)應圍繞以下三大戰(zhàn)略目標進行任務布局。
——電腦替代人腦。通過農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)與人工智能等技術(shù)，提高涉農(nóng)人員運用信息與知識水平和管理決策能力。
——機器替代人力。通過農(nóng)業(yè)智能裝備的創(chuàng)新發(fā)展，核心解決農(nóng)村勞力短缺、人工成本高的問題。
——自主安全可控。核心解決卡脖子與短板技術(shù)，確保安全自主可控。
（四）重點任務
1.建設人機協(xié)同的天空地一體化數(shù)據(jù)信息采集體系。在農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)部署農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)機車載監(jiān)控應用終端，與農(nóng)業(yè)遙感、農(nóng)業(yè)無人機和傳統(tǒng)人工采集系統(tǒng)結(jié)合，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全領域、全過程、全覆蓋的實施動態(tài)監(jiān)測。
2.建設國家農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)中心與應用體系。頂層設計、統(tǒng)一標準、分布存儲、集中管控，搭建統(tǒng)一開放的國家農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)中心；建設全局性、區(qū)域性、專業(yè)性（優(yōu)先種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)機、種業(yè)、耕地、科教、典型農(nóng)產(chǎn)品）大數(shù)據(jù)；建設基于大數(shù)據(jù)的“一張圖”（農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素、環(huán)境要素、產(chǎn)業(yè)布局等）；開展基于農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的創(chuàng)新應用，融合農(nóng)業(yè)一二三產(chǎn)，提高生產(chǎn)調(diào)度、決策、管理、服務能力。
3.加大農(nóng)業(yè)智能裝備應用。針對農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中勞動密集的環(huán)節(jié)，加快發(fā)展大田作物精準播種、精準施肥/藥、精準收獲等智能裝備，設施農(nóng)業(yè)育苗移栽、水肥一體化、綠色防控、智能控制等智能化裝備，設施養(yǎng)殖中環(huán)境控制、精準飼喂、疫病防控等智能化裝備，以及農(nóng)產(chǎn)品加工、冷鮮物流智能化設備。
4.實施一批智慧農(nóng)業(yè)重大工程。圍繞效率型、效益型、效果型三類農(nóng)業(yè)，在農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)實施智慧農(nóng)業(yè)工程，將互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、區(qū)塊鏈、人工智能、5G和先進適用智能化農(nóng)業(yè)裝備，應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、加工、物流、銷售等環(huán)節(jié)，促進農(nóng)業(yè)三產(chǎn)融合發(fā)展，提高農(nóng)民收入。
三、開展數(shù)字鄉(xiāng)村建設，促進鄉(xiāng)村振興
（一）國際上數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展借鑒
2016年9月初，超過340名農(nóng)村利益相關(guān)者聚集在愛爾蘭科克，在“農(nóng)村更美好生活”標題下，發(fā)布了《科克宣言2.0》，闡述了農(nóng)村地區(qū)的期望和愿望?！犊瓶诵?.0》提出，在需要解決的優(yōu)先事項中，要求政策特別注意克服農(nóng)村和城市地區(qū)之間的數(shù)字鴻溝，并發(fā)展農(nóng)村地區(qū)連通性和數(shù)字化所帶來的潛力。
歐盟委員會成立智慧鄉(xiāng)村工作委員會，制定了中長期發(fā)展戰(zhàn)略，利用歐盟資金推動智慧鄉(xiāng)村發(fā)展。核心是通過數(shù)字技術(shù)和知識創(chuàng)新應用，縮小城鄉(xiāng)數(shù)字鴻溝，為農(nóng)村地區(qū)居民和企業(yè)帶來利益。主要解決5個方面問題，一是提高農(nóng)村地區(qū)居民生活質(zhì)量；二是提高農(nóng)村居民生活水平；三是為農(nóng)村居民提供優(yōu)質(zhì)公共服務；四是更好利用各類資源，減少環(huán)境負面影響；五是通過模式創(chuàng)新為農(nóng)村價值鏈提供新機會。
（二）我國數(shù)字鄉(xiāng)村建設現(xiàn)狀與未來需求
2019 年我國行政村光纖和 4G 網(wǎng)絡通達比例均已超過 98%，貧困村的固網(wǎng)寬帶覆蓋率達 99%，實現(xiàn)了全球領先的農(nóng)村網(wǎng)絡覆蓋。2019年我國農(nóng)村電商 1.7-1.8萬億元，農(nóng)產(chǎn)品電商3500-4000億元。截止到2019年11月，我國信息進村入戶工程已在18個省份整省推進實施，共建成運營34.6 萬個益農(nóng)信息社，累計培訓村級信息員 73.7 萬人次，為農(nóng)民和新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體提供公益服務 7709 萬人次，開展便民服務 2.6億人次。
我國農(nóng)村地區(qū)信息化發(fā)展取得長足進步，但農(nóng)村地區(qū)信息基礎設施薄弱，投入少，城鄉(xiāng)數(shù)字鴻溝明顯，城鄉(xiāng)網(wǎng)民比例是（3.2：1）。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部信息中心監(jiān)測，2018 年全國縣域用于農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化建設的財政投入，25.2%的縣域低于10萬元，僅有 20.0%的縣域在 500 萬元以上，我國縣域數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展總體水平為 33%。
（三）“十四五”我國數(shù)字鄉(xiāng)村建設戰(zhàn)略考慮
以鄉(xiāng)村振興和新基建為契機，在國家《數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展戰(zhàn)略綱要》框架下，圍繞促進城鄉(xiāng)融合發(fā)展、縮小城鄉(xiāng)數(shù)字鴻溝，加強農(nóng)村地區(qū)信息化建設，大力發(fā)展以數(shù)據(jù)為關(guān)鍵要素的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性服務業(yè)，加快數(shù)字技術(shù)對農(nóng)村地區(qū)生產(chǎn)、生活、治理(公共服務、公共事務、公共安全)等全面滲透，加快信息化服務普及，降低應用成本，為老百姓提供用得上、用得起、用得好的信息服務，讓老百姓有獲得感與幸福感。
（四）重點任務
1.鄉(xiāng)村信息基礎網(wǎng)絡建設。在新基建戰(zhàn)略下，進行鄉(xiāng)村網(wǎng)絡設施改造升級，實現(xiàn)全國行政村寬帶全接入、4G網(wǎng)絡全覆蓋；在重要河流、出水口建設生態(tài)監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)；在城郊區(qū)建設5G基站，并開展典型應用；在500人以上農(nóng)村人口居住區(qū)建設社會治安視頻監(jiān)控網(wǎng)絡；縮小數(shù)字鴻溝，城鄉(xiāng)上網(wǎng)比例由76:24變?yōu)?0:40。
2.農(nóng)村大數(shù)據(jù)建設。建設1:1000包括土地、河流、道路等內(nèi)容的農(nóng)村地區(qū)基礎地理信息數(shù)據(jù)；建設農(nóng)村產(chǎn)業(yè)、農(nóng)村經(jīng)濟、農(nóng)村管理、農(nóng)民生活大數(shù)據(jù)，實現(xiàn)農(nóng)村管理、疫情防控、應急調(diào)度指揮的數(shù)字化。
3.農(nóng)村綜合信息服務平臺建設。建立網(wǎng)絡化、專業(yè)化、社會化的大數(shù)據(jù)服務云平臺，提供遠程教育、遠程醫(yī)療、文化娛樂、科學普及、市場信息等服務，實現(xiàn)城鄉(xiāng)基本公共服務均等化。
4.鄉(xiāng)村數(shù)字化治理能力建設。建設鄉(xiāng)村集體資產(chǎn)、公共服務、公共事務、公共安全、鄉(xiāng)村黨建等數(shù)字系統(tǒng)，實現(xiàn)鄉(xiāng)村治理體系和治理能力現(xiàn)代化。
5.數(shù)字化實體試點建設。在農(nóng)村地區(qū)建設10000個數(shù)字經(jīng)濟實體、1000個互聯(lián)網(wǎng)小鎮(zhèn)、100個數(shù)字縣域經(jīng)濟實體，激活資源要素，發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟，培育親農(nóng)惠農(nóng)鄉(xiāng)村新業(yè)態(tài)、新模式，促進農(nóng)村地區(qū)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與綠色發(fā)展。
6.農(nóng)村電商體系建設。建立完善農(nóng)村電商平臺及配套基礎設施（農(nóng)產(chǎn)品冷藏設施），制定電商產(chǎn)品技術(shù)標準和產(chǎn)品唯一標識，促進工業(yè)品下鄉(xiāng)，農(nóng)產(chǎn)品出村進城，實現(xiàn)小農(nóng)戶與大市場有機銜接。
四、“十四五”促進智慧農(nóng)業(yè)與數(shù)字鄉(xiāng)村的建議
（一）要加強與國家相關(guān)戰(zhàn)略規(guī)劃銜接。與黨中央國務院提出的鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，以及《國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》《數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展戰(zhàn)略綱要》、新基建等國家重大戰(zhàn)略和規(guī)劃相銜接，體現(xiàn)國家意志。
（二）要突出規(guī)劃的可操作性。規(guī)劃既要突出戰(zhàn)略性頂層設計，也要堅持落地解決智慧農(nóng)業(yè)與數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展過程的實際問題，突出需求導向，部署實施一批智慧農(nóng)業(yè)與數(shù)字鄉(xiāng)村建設重大工程，讓老百姓有獲得感。
（三）要認真研究制定配套的政策機制。堅持政府主導、市場推動、中央與地方聯(lián)動機制；可借鑒歐盟共同農(nóng)業(yè)政策（CAP），支持不同農(nóng)戶應用數(shù)字技術(shù)的分門別類的補貼機制；加強技術(shù)標準制定，建立數(shù)據(jù)整合共享機制和規(guī)范化的數(shù)據(jù)管理制度。
（中國工程院院士、國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心主任 趙春江）
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