一、充分認識現代信息科技的時代特征
現代信息科技在當代表現出兩大突出特征。一是信息科技的生產力特征。現代信息科技是直接的生產力，通過與農業各生產力要素滲透，起到倍增器的作用，大大提高了農業勞動生產率。現代農業信息科技是未來最活躍的農業生產力，互聯網、農業人工智能、農業大數據、區塊鏈等技術，將提升農業生產者決策和管理行為的智能化；農業傳感器、農業機器人、農業智能裝備等技術將實現傳統農業生產工具的轉型升級；數字化技術將使管理者更清晰地認識和把握農業生產對象及其與各生產要素、環境要素、技術措施等相互作用關系。二是信息科技的經濟特征。數字經濟是指以使用數字化的知識和信息作為關鍵生產要素，以現代信息網絡為重要載體，以信息通信技術的有效使用作為效率提升和經濟結構優化重要推動力的一系列經濟活動。20世紀90年代以來，美國抓住了數字革命的機遇，創造了10多年的經濟繁榮，成為世界第一數字經濟大國。隨著互聯網、物聯網、大數據等現代信息科技的快速發展以及與傳統產業的深度融合，數字經濟成為當今世界經濟發展的主要驅動力。2018年我國數字經濟總量31萬億元，占GDP比重達到34.8%。據中國信息通信研究院數據，預計2035年我國數字經濟規模150萬億元，占GDP比重55%，達到發達國家平均水平。2019年10月11日，國家主席習近平在致中國國際數字經濟博覽會的賀信中指出，數字經濟將點燃助推世界經濟高質量發展的“數字引擎”。一方面，農業是最基礎的傳統行業，我國農業數字經濟與工業、服務業等行業和領域相比，潛力巨大。據中國信息通信研究院2019年發布的數據，2018年我國農業數字經濟僅占農業增加值的7.3%，遠低于工業 18.3%、服務業 35.9%的水平。另一方面，我國農村地區對信息基礎設施有著巨大需求，發展鄉村產業，提高農村地區居民生活水平、提升鄉村治理能力，對互聯網、移動互聯和智能終端等需求迫切，孕育著巨大規模的數字經濟。
二、大力發展智慧農業，重塑我國現代農業
（一）國際形勢。世界農業發展經歷了以矮稈品種為代表的第一次綠色革命、以動植物轉基因為核心的第二次綠色革命，隨著現代信息技術與農業的深度融合發展，農業的第三次革命——“農業數字革命”正在到來。發達國家對智慧農業進行戰略布局。
1.美國。在經歷了機械化、雜交種化、化學化、生物技術化后，正走向數字農業。據測算，目前美國20%耕地、80%大農場實現了大田生產全程數字化，平均每個農場約擁有50臺連接物聯網的設備。
2.加拿大。聯邦政府預測與策劃組織在其發布的《MetaScan3:新興技術與相關信息圖》報告中指出，土壤與作物感應器（傳感器）、家畜生物識別、農業機器人等技術將在未來5-10年進入生產實際，顛覆傳統農業生產方式。
3.歐盟。2017年10月12日，歐洲農機協會(CEMA)在歐盟總部召開峰會，提出在農業數字技術革命的背景下，未來歐洲農業發展方向是以現代信息技術裝備為核心的“農業4.0”。
4.日本。2014年安倍晉三牽頭的“戰略創新/創造計劃(SIP)”中，2015年啟動了“基于智能機械+智能IT的下一代農林水產業創造技術”項目。日本未來將大力發展以農業機器人為核心的無人農場。
據國際咨詢機構預測，到2025年，全球智慧農業市值將達到683.89 億美元，發展最快的是亞太地區（中國），年復合增長率（CAGR）達到14.12%，主要內容包括大田精準農業、智慧畜牧業、智慧漁業、智能溫室，主要技術包括遙感與傳感器系統、農業大數據與云服務技術、智能化農業裝備（無人機、機器人）。
（二）我國對發展智慧農業的重大需求分析
1.勞力短缺導致人工成本迅速增加。2019年我國城鎮化率為60.60%，“十三五”期間農村將轉移人口1個億。根據世界銀行數據，我國農業勞力占比由1991年的60%（世界平均45%）下降到2018年的26%（世界平均28%）。農村勞動力短缺，人工成本迅速增加，目前幾乎所有農產品生產的人工成本占比超過50%。農業勞力老齡化日益突出，預計“十四五”我國農業勞力60歲以上占比接近80%。另外，農業從業人員受教育程度低，也是我國農業生產的短板。
2.我國農業的產業競爭力不強。一是生產規模小。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。小農戶生產是我國農業的基本特征，現在農戶2.2-2.3億戶，50畝以下農戶耕地占全國耕地總面積的80%。二是方式落后。 2019年我國主要農作物（小麥、玉米、水稻）耕種收綜合機械化率69%，而設施農業機械化率僅31%-33%，畜禽養殖業機械化率35%（其中生豬養殖機械化水平在30%，雞養殖的機械化水平在40%，肉牛、水禽等機械化水平普遍低于30%）。三是效率效益低。歐美農業人均產值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.我國智慧農業缺乏技術儲備。智慧農業具有顯著的多學科交叉的特點，由于農業的生物特性，將工業信息技術直接拿到農業領域往往不能有效解決農業問題，必須開展基于農業生物特性和農業問題的專題研究。由于缺乏基礎性和原創性研究，我國智慧農業技術整體上與發達國家差距在10年以上，特別是在農業傳感器、農業人工智能、農業機器人等方面，差距更大。我國智慧農業技術不僅僅是“短板”問題，而是整體上的“短桶”問題。
（三）我國智慧農業戰略布局
我國農業在經歷了人力和畜力為主的傳統農業（農業1.0），以廣泛應用雜交種和化肥、農藥的生物-化學農業（農業2.0），以農業機械為生產工具的機械化農業（農業3.0）之后，正向以信息為生產要素，互聯網、物聯網、大數據、云計算、區塊鏈、人工智能和智能裝備應用為特征的智慧農業（農業4.0）邁進。
當前我國農業發展面臨著誰來種地、怎樣把地種好的重大問題，面臨著質量效益不高、產業國際競爭力不強等挑戰。圍繞農業“保供給、促升級、提效益、可持續”發展理念，“十四五”我國智慧農業應圍繞以下三大戰略目標進行任務布局。
——電腦替代人腦。通過農業大數據與人工智能等技術，提高涉農人員運用信息與知識水平和管理決策能力。
——機器替代人力。通過農業智能裝備的創新發展，核心解決農村勞力短缺、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，確保安全自主可控。
（四）重點任務
1.建設人機協同的天空地一體化數據信息采集體系。在農業全產業鏈主要環節部署農業物聯網、農機車載監控應用終端，與農業遙感、農業無人機和傳統人工采集系統結合，實現對農業生產全領域、全過程、全覆蓋的實施動態監測。
2.建設國家農業農村大數據中心與應用體系。頂層設計、統一標準、分布存儲、集中管控，搭建統一開放的國家農業農村大數據中心；建設全局性、區域性、專業性（優先種植業、養殖業、農機、種業、耕地、科教、典型農產品）大數據；建設基于大數據的“一張圖”（農業生產要素、環境要素、產業布局等）；開展基于農業大數據的創新應用，融合農業一二三產，提高生產調度、決策、管理、服務能力。
3.加大農業智能裝備應用。針對農業產業鏈中勞動密集的環節，加快發展大田作物精準播種、精準施肥/藥、精準收獲等智能裝備，設施農業育苗移栽、水肥一體化、綠色防控、智能控制等智能化裝備，設施養殖中環境控制、精準飼喂、疫病防控等智能化裝備，以及農產品加工、冷鮮物流智能化設備。
4.實施一批智慧農業重大工程。圍繞效率型、效益型、效果型三類農業，在農產品優勢產區實施智慧農業工程，將互聯網、物聯網、大數據、云計算、區塊鏈、人工智能、5G和先進適用智能化農業裝備，應用于農業生產、加工、物流、銷售等環節，促進農業三產融合發展，提高農民收入。
三、開展數字鄉村建設，促進鄉村振興
（一）國際上數字鄉村發展借鑒
2016年9月初，超過340名農村利益相關者聚集在愛爾蘭科克，在“農村更美好生活”標題下，發布了《科克宣言2.0》，闡述了農村地區的期望和愿望。《科克宣言2.0》提出，在需要解決的優先事項中，要求政策特別注意克服農村和城市地區之間的數字鴻溝，并發展農村地區連通性和數字化所帶來的潛力。
歐盟委員會成立智慧鄉村工作委員會，制定了中長期發展戰略，利用歐盟資金推動智慧鄉村發展。核心是通過數字技術和知識創新應用，縮小城鄉數字鴻溝，為農村地區居民和企業帶來利益。主要解決5個方面問題，一是提高農村地區居民生活質量；二是提高農村居民生活水平；三是為農村居民提供優質公共服務；四是更好利用各類資源，減少環境負面影響；五是通過模式創新為農村價值鏈提供新機會。
（二）我國數字鄉村建設現狀與未來需求
2019 年我國行政村光纖和 4G 網絡通達比例均已超過 98%，貧困村的固網寬帶覆蓋率達 99%，實現了全球領先的農村網絡覆蓋。2019年我國農村電商 1.7-1.8萬億元，農產品電商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 萬個益農信息社，累計培訓村級信息員 73.7 萬人次，為農民和新型農業經營主體提供公益服務 7709 萬人次，開展便民服務 2.6億人次。
我國農村地區信息化發展取得長足進步，但農村地區信息基礎設施薄弱，投入少，城鄉數字鴻溝明顯，城鄉網民比例是（3.2：1）。據農業農村部信息中心監測，2018 年全國縣域用于農業農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，我國縣域數字農業農村發展總體水平為 33%。
（三）“十四五”我國數字鄉村建設戰略考慮
以鄉村振興和新基建為契機，在國家《數字鄉村發展戰略綱要》框架下，圍繞促進城鄉融合發展、縮小城鄉數字鴻溝，加強農村地區信息化建設，大力發展以數據為關鍵要素的農業生產性服務業，加快數字技術對農村地區生產、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.鄉村信息基礎網絡建設。在新基建戰略下，進行鄉村網絡設施改造升級，實現全國行政村寬帶全接入、4G網絡全覆蓋；在重要河流、出水口建設生態監測物聯網；在城郊區建設5G基站，并開展典型應用；在500人以上農村人口居住區建設社會治安視頻監控網絡；縮小數字鴻溝，城鄉上網比例由76:24變為60:40。
2.農村大數據建設。建設1:1000包括土地、河流、道路等內容的農村地區基礎地理信息數據；建設農村產業、農村經濟、農村管理、農民生活大數據，實現農村管理、疫情防控、應急調度指揮的數字化。
3.農村綜合信息服務平臺建設。建立網絡化、專業化、社會化的大數據服務云平臺，提供遠程教育、遠程醫療、文化娛樂、科學普及、市場信息等服務，實現城鄉基本公共服務均等化。
4.鄉村數字化治理能力建設。建設鄉村集體資產、公共服務、公共事務、公共安全、鄉村黨建等數字系統，實現鄉村治理體系和治理能力現代化。
5.數字化實體試點建設。在農村地區建設10000個數字經濟實體、1000個互聯網小鎮、100個數字縣域經濟實體，激活資源要素，發展數字經濟，培育親農惠農鄉村新業態、新模式，促進農村地區創新創業與綠色發展。
6.農村電商體系建設。建立完善農村電商平臺及配套基礎設施（農產品冷藏設施），制定電商產品技術標準和產品唯一標識，促進工業品下鄉，農產品出村進城，實現小農戶與大市場有機銜接。
四、“十四五”促進智慧農業與數字鄉村的建議
（一）要加強與國家相關戰略規劃銜接。與黨中央國務院提出的鄉村振興戰略、國家大數據戰略，以及《國家信息化發展戰略綱要》《新一代人工智能發展規劃》《數字鄉村發展戰略綱要》、新基建等國家重大戰略和規劃相銜接，體現國家意志。
（二）要突出規劃的可操作性。規劃既要突出戰略性頂層設計，也要堅持落地解決智慧農業與數字鄉村發展過程的實際問題，突出需求導向，部署實施一批智慧農業與數字鄉村建設重大工程，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、中央與地方聯動機制；可借鑒歐盟共同農業政策（CAP），支持不同農戶應用數字技術的分門別類的補貼機制；加強技術標準制定，建立數據整合共享機制和規范化的數據管理制度。
（中國工程院院士、國家農業信息化工程技術研究中心主任 趙春江）
責任編輯：經濟研究處
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