农业和农村地区的数字技术现状报告.docx
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1、目录缩略语V第1章引言11.1 数字农业31.2 本书框架51.2.1 关注可持续发展目标61.2.2 相关资源61.2.3 纵览全局713本书结构8第2章数字化转型的基本条件112.1 农村信息技术设施和网络的建设情况122.1.1 ”联互通:移动订阅和宽带设施的普及情况132.1.2 支付能力:成本是农村人口是否采用ICT的前提252.1.3 本节小结302.2 农村人口的教育程度、数字素养和就业状况302.2.1 城乡识字率及差距312.2.2 信息通信技术引入教育的过程简介332.2.3 农村和农业粮食行业的就业状况412.2.4 本节小结4923发展数字农业的政策和项目492.3.1
2、制度支持和保障机制492.3.2规章制度和监管框架622.33现有数字农业策略简介662.3.4本节小结68第3章农业数字化转型的推动因素713.1 农村人口和农民使用数字技术的情况733.1.1 互联网应用和性别差距733.1.2 互联网应用与青年763.1.3 移动互联网应用、社交媒体和网络783.1.4 移动应用、社交媒体和农业利益相关者网络853.1.5 信息通信技术用于农业技术推广和咨询服务913.1.6 农民使用信息通信工具的目的933.1.7 精准农业技术的应用943.1.8 本节小结973.2 农村人口的数字技能983.2.1 数字技能的全球趋势983.2.2 城乡之间的数字技
3、能差距1()13.2.3 本节小结1033.3 数字农业创业和创新文化1033.3.1 农业技术创业精神的全球趋势1043.3.2 数字农业投资1073.3.3 数字创新生态系统Ill3.3.4 本节小结121第4章数字技术对农业粮食体系的影响一一案例研究证据.1254.1 生产1274.1.1 移动设备和社交媒体1274.1.2 精准农业和物联网技术1344.1.3 大数据、云、分析法和网络安全1464.1.4 整合与协调(区块链、全球ERP、融资与保险体系)1504.1.5 智能系统1554.2 物流163第5章结论和未来工作1695.1 加强扶持力量,连接边缘化社区和偏远社区1715.2
4、 解锁数字农业转型的驱动力和内在要求1725.3 农业数字化转型过程中的影响、风险和利益1745.4 未来工作175参考文献177众所周知,未来粮食和农业的发展面临着重大转变,如粮食需求大幅增长、自然资源储藏量有限、农业生产力不稳定性因素增多等(经济合作与发展组织,2015a)o预计到2050年,世界总人口将从2018年的76亿增至并超过98亿,届时将对世界粮食需求产生巨大影响,这一情况已引起各国广泛的注意(联合国经社部,2017)o此外,预计未来几年内城市化进程持续加快,2014年全球城市人口占比为54%,到2050年这一数字将接近66%。据此预测,2030年缺水率达40%,耕地退化率将超过
5、20%(Baietal.,2008)o按此趋势,2050年谷物年产量需要增加30亿吨才能满足需求(AleXandratoSandBruinsma,2012),而最不发达国家的肉类需求到2030年将增长80%,2050年增长超200%。目前全球小农户数量达5.7亿(LOWderetal.,2016),从事农业和粮食生产的劳动力全球占比达28%(国际劳工组织劳工统计局,2019),现有粮食生产体系产出的粮食足以养活整个世界。尽管如此,全球仍有8.21亿人遭受饥饿。尽管联合国粮食及农业组织(以下简称联合国粮农组织)(2017)认为可以满足日益增长的粮食需求,但尚不清楚以可持续和包容的方式可以在多大程
6、度上满足粮食需求,据此提出了“到2050年如何满足90亿人口粮?”这一课题。为解决这一问题,加快促进农业粮食生产体系的转型升级并扩大其应用范围成为当务之急。与此同时,第四次工业革命(工业4.0)正在推动数字技术的颠覆性发展和持续性创新,由此引起了许多领域的重大变革,粮食和农业领域也在经历这一轮变革。最近以来,很难从小农户那里获取信息,难以得知小农户的基本需求和在投入成本、市场、价格、小额信贷或接受学习培训等方面面临的问题,也难以向小农户传递信息。移动技术(智能手机)的普及以及近年来遥感服务和分布式计算的推广应用为小农户与新兴数字技术驱动农业粮食系统的融合提供了新机遇(美国国际开发署,2018)
7、o推广这些新变化的可能性展示了下一次农业革命的潜力,毫无疑问将是一场数字农业革命。预计下一轮移动互联网的普及浪潮主要面向农村社区,大多数农村居民每天都从事农业活动(PaImerandDarabian,2017)1,数字通信工具的推广应用非常迅速,即便是在发展中国家20%的最贫穷人口中,手机用户也高达70%(世界银行,2016a)o全球可访问互联网的用户超40%,而且各国正相继出台一些重大措施,帮助那些尚未联网的人使用互联网,尤其是确保发展中国家的农村居民能够联网(世界银行,2016b)考虑到全球已进入“工业4.0”时代,可预计未来十多年,在先进的数字www.fao.orgnwsstorycni
8、(cml152031icodc.“工o”祠起源于德国,适于制统产品的瓶十、制造、运营和服务的组快速科技和技术创新(区块链、物联网、人工智能、沉浸式现实等)的推动下,农业粮食系统将发生巨大变化,消费者的口味与需求将发生重大改变,电子商务对全球农产品贸易将产生重大影响,还将引起气候变化等一系列变化。为实现联合国可持续发展目标并在2030年建立一个“零饥饿世界,联合国粮农组织呼吁建立更加高产、高效、可持续、包容、透明和富有弹性的粮食系统(联合国粮农组织,2017)o农业数字化转型对实现上述目标至关重要。推广数字技术是大势所趋,任何忽视或者排斥这一技术的努力都将徒劳无功。各种挑战会带来不同程度的影响,
9、对此进行展望和评估有利于实现农业的数字化,创造更多机会,同时也可避免对全球农业粮食系统可能产生的潜在威胁,如“数字鸿沟”。这种数字鸿沟不再与贫穷和农村地区相连,而许多农村地区依然存在不同程度的贫困。但在不同部门和经济体之间、在早期吸纳数字技术和抗拒数字技术的群体之间、不同性别以及不同程度的城市化之间,数字化却扩大了这一差距。例如,世界范围内非洲的互联网用户增长最快,从2005年的2.1%已增至2018年的24.4%(国际电信联盟,2018严。技术设施薄弱、支付能力低、数字技术素养和数字技能水平低、获得数字服务的差距大以及新兴经济体国家对数字技术的重视程度不够等,造成了不同地区巨大的数字鸿沟,也
10、影响了数字农业变革带来的益处。不同国家引入了不同的发展模式,并将数字技术整合到农业和粮食领域中实现跨越式发展。然而对于政府决策者、国际组织、企业负责人和个人而言,可能需要透彻的反思才能弄清如何应对这种新情况,维持现状是无法解决问题的。生活在全球化和动态数字化世界中的千禧一代以及技术和创新的快速发展给农业粮食行业带来前所未有的挑战。农业粮食行业向数字化转变是一项巨大的挑战。发展数字农业需要对整个农业系统、农村经济、农村社区和自然资源管理进行重大变革,整体协作才能充分发挥自身潜力。1.1 数字农业农业经历了一系列变革才推动了效率、产量和利润达到前所未有的水平。第一次农业革命(约公元前100OO年)
11、使人类得以定居,形成了世界上第一种社会形态,培育了人类早期文明。此后农业进一步发生变革,带来了机械化(19001930年),培育出了更具抗逆性的农作物品种,农药开始使用(20世纪60年代引发了“绿色革命”),与此同时基因改良技术日渐兴起(1990https:/www.oecd.org/sitclSchTOlingfortomorrowknowledgebasczthemcsZicZbridgingthedigitaldivide.him.httpsnews.itu.intitu-statistics-leaving-no-one-ofine.2005年)。而近年来,“数字农业革命”的兴起与发展
12、则进一步帮助人类在未来持续生存和长久繁荣。作为“工业4.0”的组成部分,数字农业凭借其高度互联和数据密集型计算技术可实现全覆盖,创造了一系列新机遇(Schwab,2016)o数字农业的兴起可能会给所有行业带来转型和颠覆性的改变,一方面数字农业不仅会改变农民的耕作方式,另一方面也会从根本上改变农产品价值链的每一部分。数字农业不仅影响农民的行为,还影响农产品原料供应商的供应方式,影响加工和零售公司营销、定价和销售方式。数字农业可应用于农业粮食系统的各个方面,也反映了资源管理方式的转变,即在实效性、超链接和大数据驱动下,资源由综合管理方式向高度优化、个性化、智能化以及符合预期的方式转变。例如,不是按
13、照统一标准耕作所有田地、处置农作物和发展价值链,而是每一种都可以获得量身打造的优化管理方案,并实现对田间动物的监测和个性化管理。价值链可实现最精细化的追踪和协调。发展数字农业的理想结果是建立-种更高产、安全、符合预期并适应气候变化的系统,该系统能够更加确保粮食安全、增加收益并实现可持续发展。市场预期表明数字农业会在未来十多年内促使农业和粮食领域发生重大转型。在农业粮食价值链层面,该项技术具有独特的用武之地和影响力。依据价值链特定部分的复杂性和成熟期,数字农业与农业粮食价值链实现整合。因此,本报告根据数字技术在农业粮食行业渗透的复杂性和所处阶段来进行分类。(1)移动设备和社交媒体。(2)精准农业
14、和遥感技术(物联网、全球卫星导航系统、载波相位差分技术、可变速率灌溉、精准畜牧业、无人机和卫星成像技术)。(3)大数据、云、数据分析和网络安全。(4)整合与协调(区块链、企业资源规划、金融和保险系统)。(5)智能系统(深度学习、机器学习、人工智能、机器人技术和自动操作系统)。研究表明,从全球来看,数字化的发展会创造更高的产量和更多的财富。到2030年数字化和智能自动化有望贡献14%的全球GDP,按当今价值估算,相当于创造了约15万亿美元的价值。与其他行业一样,技术在农业领域发挥着重要作用,农业产业估值约为7.8万亿美元,承担着全球的口粮,并为全球超40%的人口提供就业岗位(普华永道咨询公司,2
15、019)o尽管数字农业确实能创造利益,但是在向数字化转型的过程中依然面临着众多挑战。例如,在数据层面缺乏统一的标准化数字解决方案,由于格式不同造成数据的使用问题。有关数据属性、访问数据权限以及如何使用数据等问题也都界定不清楚。值得注意的另一种不同情况是在农业综合企业发展的背景下,众多大型国际企业优先在农业生产中实行数字化转型。这一转型过程也影响了其他组织或个人,如政府、公共部门以及农业企业家,这些群体积极采用数字技术来应对一系列社会挑战(如农村生计问题、妇女和青年就业问题、农民企业家精神的培养)。此外,在新兴技术的应用过程中也产生了新的挑战,毕竟这一技术会影响经济、社会以及环境等各领域。接下来
16、介绍本书框架,数字农业转型的过程中不同要素得以关联,从而形成了一个整体结构,为进一步分析奠定了基础。即使针对某些现象该模型尚无法做出解释,这一模型也有助于就当前农业和粮食领域数字技术的应用状态开展不同层次的分析和评估。1.2本书框架构建描述性模型首先可以鉴别农业和农村地区数字化转型过程中的典型要素,并测量和描述现有状态。其次也有利于构建通用方法论,鉴别数字转型给农业和农村带来的机遇和挑战。即使这是一种描述型方法论,换句话说,无法在不同变量之间建立解释框架,但本身就是一种进步,这一模型可使多种要素(如科技要素)整合在一起,以一种整体视角来审视各要素,不仅技术本身是一种解释变量,其他一系列因素(如
17、政策、激励措施、商业模式)也属于解释变量这一范畴。总体上,这些要素或促进或抑制数字化转型。基于三大相互关联的种类,这一结构不断被简化。一方面为采用数字技术建立了一套成熟体系:(1)基本条件。即发展数字农业的最基本条件,传统来看包括互联性(移动订阅用户、网络覆盖、宽带以及互联网接入)、支付能力、教育系统、文化程度、就业情况(包括农村地区和农业粮食行业)、政策和相应配套项目(电子策略)(2)推动因素。操控数字技术的能力(上网能力、移动社交媒体的应用能力)、数字技能、农业企业管理和创新文化(投资、人才培养、冲刺项目)。另一方面,归纳了数字技术给农业粮食系统带来的影响:(3)充分利用不同类型的资源,借
18、助数字技术来提高经济效益(效率、生产力等)、社会和文化效益(粮食安全、数字鸿沟、社会效益、妇女和青年参与度、公平性等)以及环境影响力(气候变化适应能力、灵活应对能力和可持续发展能力等)。理解和评估数字技术的发展水平,可以更好鉴别这一技术需要改进之处,这有利于农业转型过程中预期效果的实现。一般来说,新技术的采用只是一个起点,但不能保证实现预期目标,通常还得具备其他必要条件。人们往往认为执行便是成功,而忽视了执行的效果。因此,在发展数字农业的过程中,既需要挖掘数字技术,又要以数字技术为先导推进现有的工作。1.21关注可持续发展目标2015年,联合国所有成员国一致通过了2030年可持续发展议程,为今
19、后人与自然的和平与繁荣描绘了一幅蓝图。可持续发展目标(SDG)旨在改变世界经济、社会和环境状况。各成员国也意识到消除贫困和物资匮乏必须同其他政策相配套一一改善健康和教育条件、减少不平等、刺激经济增长、不让任何一个人掉队一一同时还要应对气候变化并努力保护海洋和森林资源,在此背景下,本篇报告主要囊括以下三大领域,并以此作为主轴线来鉴别农业和农村地区数字技术的发展状态,研判适合推广数字农业的地区。应特别指出的是这一主线与以下3个层面相呼应:(1)经济层面。农业生产实践和数字农业技术有助于提高农业产量、降低生产成本和物流成本、减少粮食损失和浪费、增加市场占有量,实现农民、价值链和国家的可持续发展,提高
20、农业产值和国家GDP总量。(2)社会和文化层面。通过自身所建立的沟通机制,数字技术可以在社会和文化层面产生整合效应。与此同时那些无法接触数字技术(数字鸿沟)的群体则不能享受数字技术带来的效益。造成这一差距的因素包括年龄、性别、青年受教育程度、语言水平以及乡村特性。(3)环境层面。智能农业、精准农业以及数字农业的发展,为监测和优化农业生产过程、价值链以及农产品物流创造了条件。数字技术还可以预防和应对气候变化,有助于更好地利用自然资源。上述工作领域或观察角度在某种程度上是相通的,也能区分数字技术带来的不同影响,可进行具体分析,也可进行多元分析。本书进行了更为深入的分析,来鉴别农业和农村地区数字技术
21、应用的当前状态和空白领域。1.22相关资源本书中的相关分类并非旨在面面俱到,而是将数字化过程中出现的不同要素标识出来。对应资源如下:(D自然资源。农业必备资源之一,如土壤、水、森林等。(2)人力资源。培养、开发人力资源并将其用于发展数字农业很重要,因此,考虑性别、青年参与的可能性对于挖掘本地潜力也异常重要。htps:/sustainabledevelopment.un.org/?menu=1300.(3)政策与监管框架。制定监管框架,出台政策鼓励和规范数字技术的应用双管齐下,为发展可持续的生态系统提供必要的激励措施。(4)愿景和战略定位。明确要实现的目标(愿景)和实现机制(战略),表明政治意愿
22、,指导数字农业实现可持续发展。上述几类资源在农村地区的应用程度以及它们对农业数字化转型的作用都可以测量。1.23纵览全局近年来大型国际公司在全球开展的商业活动日益增多,在这一背景下,数字转型得到了显著的应用。数字转型也体现在其他组织中,如政府、公共部门、致力于应对社会挑战(如农村生计、青年失业、性别不平等和农业经营)的实体。这些机构通过撬动一种或多种现有或者新兴的数字技术来实现数字化转型。在日本等国家,随着“5.O社会”倡议的提出,数字转型旨在影响日本国民生活的方方面面。影响的广度甚至远超过其他国家“工业4.0”这一愿景。“5.0社会”旨在通过借助经济数字化推动日本社会各层面以及社会本身向数字
23、化转型来应对各种挑战。数字化转型过程中风险与利益并存。随着数字信息和数字工具的获取方式变得愈加便利,农业粮食产业和农业企业的区位选择以及企业与农民的合作关系变得更加灵活。然而,也要注意到由于城市自身具备相对发达的数字生态系统,社会经济的发展也主要集中在城市。与此同时,城市化进程持续加快、中高等收入阶层快速崛起并涌入城市,在这一强劲势头的推动下,一个地区从数字化转型中受益可能性也大大增加。但在某种意义上,数字化还会导致社会经济和城乡差距进一步扩大,加剧现有数字鸿沟。例如,数字鸿沟是不包容、贫穷和不平等的一种表现。由于失业的影响,数字鸿沟还在持续加剧,这也导致某些国家数字技能项目运行不畅以及社会文
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