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1、长久以来,技术变革在提高生产 力、收入和福祉方面都功不可没。 如今,在耕地有限、自然资源不可持 续和气候变化的大背景下,供养不断 增长的全球人口已经离不开技术解 决方案。技术解决方案需要提升各个 部门的农业生产力和可持续性,包括 农作物和畜牧业生产、水产养殖、渔 业和林业,另外还要刺激农业粮食体 系内部的生产率提高。农业自动化推动了农业转型,提 高了生产率,促进了劳动力重新配置。 机动自动化使得农业作业的执行环 节实现了自动化,而数字技术则为实 际作业前决策过程的自动化创造了 新的机遇。人们普遍担心自动化会导致失 业增多;这种想法虽然可以理解,但 本质上是杞人忧天。总体而言,自动 化产生了多种
2、积极影响,包括缓解劳 动力紧张,增强农业生产韧性,改进 产品质量,提升资源使用效率,推动 体面就业,以及加强环境可持续性。 而当自动化进程与本地需求不匹配 时,往往会产生不利的社会经济影 响,例如失业增多。防范不利影响可 以采取多种措施,包括为农村劳动力 提供其他就业机会,清除贫困小规 模生产者参与自动化进程的障碍,避 免在劳动力充足和农村工资水平较 低的背景下对自动化进行补贴。农业自动化:机遇颇多, 但不无挑战所有农业作业都包含三个阶段: 诊断、决策和执行(图1)。机动机械 化实现了执行自动化,例如犁地或挤 奶。数字自动化技术还会带来诊断和 决策自动化。这些技术提高了精准程 度和生产力水平,
3、对于增强环境可持 续性和韧性也有利好。农业技术沿革 可以概括为从手动工具进化到畜力牵 引,再到机动机械化、数字设备,最后 是具有人工智能的机器人技术(图2)。在此背景下,本报告提出了农业 自动化的定义:在农业作业中使用机械和设备, 改进诊断、决策或执行,以降 低农业劳动的繁重性,或提高 农业作业的及时性,甚至于精 准性。农业自动化有助于提高生产率, 支持更加细致的作物、畜牧、水产和 林业管理。止匕外,农业自动化还可以 改善工作条件,提高收入水平,减少 农业工作负荷,创造新的农村创业机 会。农场环节之外的技术有助于减少 食物损失和浪费,提高食品安全水平, 促进实现增值。在很多国家,农村劳动力减少
4、, 农业工资水平提高,这是农业自动化 的一个主要驱动因素(图3)。此外, 对于食品安全和环境问题的意识不 断加强也刺激了数字技术的投资。随 着畜牧生产养殖规模不断扩大,畜牧 管理和动物福利方面的挑战也助推 了自动化进程。另一方面,农业自动化也有可能 加剧社会不平等,因为教育背景更好 的较大规模生产者更有能力投资新 技术,或掌握新技能。妇女和青年面 临的阻力尤大,例如获得优质教育 和培训,以及获取土地、信用和进入 市场。止匕外,自动化可能会取代诸如 种植、采收等日常性工作,但也会创 造更多需要熟练技能的工作。在农 村劳动人口数量庞大的国家中,这 种就业结构转变可能会加剧不平等。 应对这些挑战需要
5、降低技术采纳门 槛,尤其是对小规模生产者、妇女和 青年而言,要确保各种规模的农业 生产者都能获取自动化解决方案。 这就需要推动技术创新,让自动化 技术适应小规模生产者的需要,或 通过创新的制度安排,例如共享资 产或机械租赁服务,为设备所有者与 小规模生产者搭建桥梁,后者可以自动化系统的三阶段循环诊断资料来源:粮农组织为本报告编制。执行农业自动化的演变大约出现时期约公元前10000年约公元前4000年1910年代机械化技术类型手动工具人类进行诊断和 决策,用简单工 具辅助执行。畜力牵引人类进行诊断和 决策,用畜力牵 引辅助执行。斧头牛牵引犁技术举例锄头挤奶机畜力 牵引资料来源:粮农组织为本报告编
6、制。机动机械化人类进行诊断和决策, 用机动设备辅助执行。灌溉系统拖拉机树木 采伐机1980年代2000年代数字自动化(精准农业)数字设备人类使用数字工具改进 诊断和决策,数字工具 也可以安装在机动设备 上,使执行更为精确。牲畜 传感器无人驾驶 拖拉机鱼探仪自动化是本报告的重点人工智能机器人 机器进行诊断、决 策和执行,人类进 行监控和维护。自主喷洒 机器人收害|J 机器人水果 采摘机1991-2019年农业就业在总就业中的占比,按收入(上图)和区域(下图)划分800 80一撒哈拉以南非洲中亚一大洋洲 南亚北非和西亚-欧洲一 东亚和东南亚拉丁美洲及加勒比北美洲世界付费获得自动化服务,而非必须购置
7、 农机。依赖重型机械的农业自动化也 可能会与环境可持续发展背道而驰, 进一步刺激森林砍伐和农田单作,造 成生物多样性损失、土地退化和土壤 侵蚀。然而,一些新的自动化进展, 尤其是有人工智能加持的小型设备, 可以扭转部分不利影响。认清过往,展望未来全球范围内,机动机械化发展突 飞猛进,但国家覆盖面较广的全球 可靠数据仅限于拖拉机,且只更新 到2009年(图4)。拖拉机的使用是 二十世纪最具影响力的创新。拖拉机 于1910-1960年间始现于美国,1955 年之后进入日本和欧洲I。随后,很多 亚洲和拉丁美洲国家在机动机械化 方面势如破竹;止匕外,一些国家的农 机制造业也开始崭露头角。随着机 械租赁
8、市场的发展,拖拉机的使用更 加普及,小规模生产者也开始使用。 然而,过去几十年间,拖拉机的应用 在撒哈拉以南非洲裹足不前,轻型手 持工具仍是农业设备的主要类型。由 于治理不善,上世纪60年代和70年 代推广机械化的行动(如提供农机 补贴,建立国营农场)投入不小,但 收效甚微。当前,农业在非洲被再次 纳入发展议程,上述情况正在逐步发 生转变,自动化再度引发关注。自上世纪70年代起,数字技术 通过各种应用场景在农业领域大行 其道(表2)o最初应用是简单的精准 畜牧技术,基于电子标签对动物进行 管理;这项技术为90年代的挤奶机 器人扫清了障碍。同时,嵌套在机械 化操作中的数字工具(如安装全球卫 星导
9、航系统的农机)呼之欲出,拖拉 机、撒肥机和配药机的自动转向成为 可能。近年来,智能手机等自成一体 的设备通过传感器、高分辨率摄像头 以及内嵌其中的各类应用为生产者 提供了有用的信息。这些技术可以降 低成本,提高生产率,加强工作安排 的灵活性,改善生活质量。更加先进的技术仍在不断涌现, 例如物联网解决方案,用于监测及在 一定程度上针对作物、牲畜和鱼类护 理进行自动决策。数字化服务还包括 共享资产服务,将设备所有者同需要 设备的农民联系起来。每1000公顷耕地拖拉机台数80 80 东亚和东南亚欧洲拉丁美洲北非和西亚北美洲大洋洲南亚撒哈拉以南非洲及加面比(不包括澳大利亚和新西兰)1960年代 197
10、0年代 1980年代 1990年代 2000年代注:拖拉机是指用于农业的轮式、履带式和辅轨式拖拉机。截至2000年,第四种类型的拖拉机(步行式拖拉机)被考虑应用 于部分国家。只考虑了在1961-2009年间持续提供数据的国家(共108个国家)。由于数据缺失,中亚没有纳入其中。完整的 国家名单见附件2,包括截至2000年第四类拖拉机(步行式拖拉机)被考虑应用的33个国家。资料来源:粮农组织,2021o数字技术对于非机械化精准农 业也有助益。手动定点施肥技术很早 以前就开发出来了,例如利用可变速 率技术对水稻施肥;而若干低收入亚 非国家已经在使用手持式土壤扫描 仪。止匕外,无行器服务(即无人机)
11、以及全球卫星导航系统也为亚洲(测 量土地面积)和非洲(绘制土地边界 地图)的非机械化农民提供了帮助。农业数字自动化技术和机 器人技术发展现状在农业领域,数字自动化和机器 人技术的应用情况千差万别(图5)。 装备各类传感器和高分辨率摄像头 的智能手机是中低收入国家生产者 最易获得的硬件(尤其是小规模生 产者)。然而,农村地区数字化水平低、蠡 农业数字自动化的部分里程碑年份技术或行动企业或组织国家索引1974牲畜电子身份证蒙大拿州立大学美国Hanton and Leach, 19741983允许民用GPS的行 政命令美国政府美国Brustein, 2014Rip and Hasik, 2002无人
12、机施用肥料和 农药雅马哈日本Sheets, 20181987计算机控制的VRT施 肥机Soil Teq美国Mulla and Khosla, 20161992挤奶机器人荷曲Lely, 2022Sharipov et al., 20211997GNSS农业设备导航Beeline澳大利亚Rural Retailer, 2002氮素传感器雅苒挪威Reusch, 19972006自动喷雾器喷杆部 分控制器天宝美国Trimble, 20062009分行播种机Aq Leader.美国Ag Leader/ 2022Ecorobotix, 20222011除草机器人EcorobotixN瓯 20222013联
13、合收割机操作员 辅助系统iNdiu甘luiuyu首个完全自主的-Gteas德国Claas, 2U22Hands Free Hectare,2017大田作物生产系 统哈珀亚当斯大学英国20182018无人驾驶随行翻 斗车Smart Ag美国Smart Ag 20182022无人驾驶大型拖 拉机约翰迪尔美国John Deere, 2022注:GPS即全球定位系统;VRT即可变速率技术;GNSS即全球卫星导航系统。 资料来源:Lowenberg-DeBoer, 2022。缺少适宜小规模生产者的技术,以及 数字技术成本较高,这些都是采纳 数字技术的最大障碍。近年来,自动化作物机器人等先 进技术已经开启
14、了商业化进程。无人 机被用来收集信息,自动计算投入品 施用量,但此类技术的应用往往受到 严格的监管。在水产养殖行业,自动化发展呈 上升态势;在林业部门,移动机器人 在虚拟现实和遥感技术的加持下,已 经使得很多木材采集工作实现高度 机械化,为更高级自动化机械的应用 扫除障碍。此外,遥感技术也被用于 监测森林砍伐。自动化在控制环境农 业中也可发挥作用,包括室内农业和 垂直农业。很多技术解决方案已经虚位以 待,而技术应用方向和采纳速度在很 大程度上受到政策选择影响。政府 要推动这些技术的获取,尤其是针对 小规模生产者、妇女、青年以及其他 弱势和边缘化群体,并确保技术能够 因地制宜地适应生产者的具体需
15、要。 另外,政府应为创新技术提供公平的 环境,支持私营部门满足自动化需求。简单机动自动化仍有一席 之地数字技术和机器人技术令人称 道,但机动机械化仍可带来多重惠 益,包括提高收入、降低成本、减轻 繁重劳动以及解放家庭劳动力。此 外,机动机械化结合保鲜和储存技术 可以改进食品安全;还能增强农业韧 性,尤其是面对气候冲击的韧性,支 持农民更快速地完成农场工作,以及 更灵活地适应天气变化。机动机械 化对更广泛的经济会产生溢出效应。 此种效应包括随着劳动生产率提高, 农村家庭的非农物资和服务需求不 断扩大;农业劳动力进入劳动生产率 更高的其他行业,推动非农经济持续 发展。因此,某些背景下机动机械化仍
16、有持续发力的空间。在低收入和中等 收入国家,小规模生产者可能更青睐 两轮拖拉机等小型机械,此类机械相 比重型机械成本更低,也更具环境可 持续性。因此,农业机械化在很多低 收入和中等收入国家的政治议程中 仍然占据重要地位。撒哈拉以南非洲 尤为如此,而此前,农业机械化在该 区域有相当长的时间无人问津。农业生产系统使用的部分数字技术和人工智能机器人技术畜牧业种植业水产养殖业电子标签这同无人驾驶 拖拉机自动化 水产养殖 管理自动 饲喂机挤奶 机器人喷洒 机器人自动 饲喂机收害IJ机器人资料来源:粮农组织为本报告编制。手动技术和畜力牵引仍会发挥 重要作用。畜力牵引可以是小规模、 散地块农场的重要动力来源
17、,而较为 先进的手动工具可以减少对人力的 需要。在很多地区,耕畜役畜和先进 的手动工具都可以弥补劳动力缺口, 有助于提高作物产量,支持农田扩 张。很多情况下,这些方法是增加动 力供给的最可行方案。投资数字自动化的商业逻辑投资农业技术的商业逻辑在于 私营部门能否盈利。只有收益高于成 本时,供应商和生产者才会做出必 要的承诺。对某些技术和特定条件 来说,私营部门的投资成本可能会超 过收益;但对整个社会确是十分有益 的。这种情况下,可以借助公共干预让 私营部门收益与整个社会受益协调 一致。由于数据匮乏,本文基于对数字 自动化服务提供商的访谈,通过27 个案例研究分析了农业数字自动化的 商业逻辑。案例
18、研究涵盖了所有区域 和各类农业生产体系(作物、畜牧、 水产和农林),以及不同的商业化要点-XX.刖5农业自动化会带来环境效益,但需要开展更多的研究21概要11数字自动化技术推广条件的成农业自动化:机遇颇多,但不无挑战自动化系统的三阶段循环1213农业自动化的演变13熟程度22农业自动化对劳动力和消费者的影响24从农业粮食体系的视角看自动1991-2019年农业就业在总就业中的占比,按收入(上图)和区域 (下图)划分14认清过往,展望未来每1000公顷耕地拖拉机台数1516农业数字自动化的部分里程碑17化对就业的影响24农业自动化进程必须具备包容性24高效、可持续、包容的农业自动化路线图25以农
19、业为着眼点的政策和干预也会影响自动化技术的采纳26农业数字自动化技术和机器人技 术发展现状负责任利用农业自动化的政策16简单机动自动化仍有一席之地19农业生产系统使用的部分数字技术和人工智能机器人技术20投资数字自动化的商业逻辑20选择路线图27农业粮食体系之外的政策、制度和投资28农业自动化助推建设包容、可持续的农业粮食体系28阶段,很多仍处于开发和商业化的初 期(图6)。分析结果表明,27家服务 提供商中只有10家能够保证财务可 持续。这10家服务提供商大多集中 在高收入国家,所采纳的解决方案处 于成熟阶段(即广泛采纳),且多数 服务于大规模生产者。在超过三分之 一的案例中,农民的获益主要
20、体现为 生产率提高、效率提升和新的市场机 遇。总体而言,分析结果表明,数字自 动化技术的商业逻辑尚不成熟,一部 分原因是很多此类技术仍处于原型 阶段,另外也是因为技术采纳仍然面 临较高壁垒,特别是在低收入和中等 收入国家。案例研究中可以汲取很多重要 的经验教训I。推动技术采纳的关键 因素首先是了解一种解决方案在顺 畅完成农业作业方面的能力,其次是 农民对于这种解决方案的掌握能力。 经常出现的障碍包括缺乏数字技能, 连通性差,以及电力供应不足。除此 之外,还有抵触变化的心理,通常是 年老的农业人口,因此青年农民往往 被视作实现自动化转型的有益力量。 另一个关键因素是市场条件一生 产者之间竞争有力
21、会促使他们承担 更大的风险,采纳可能提高生产率和效率的新技术。制约性因素包括对技 术进口的监管、数据共享政策缺位, 以及公共政策和激励机制不足。另一 方面,若设计得当,法律法规和公共 支持可以成为技术采纳的强大动力。农业自动化会带来环境效益,但需要开展更多的研究在高收入国家,以及低收入和中 等收入国家的很多商业化农场中,农 业机械化水平已经很高,主要依赖大 型农机的使用。然而,此种机械化模 式带来了土壤侵蚀、森林砍伐和生物 多样性损失,而所有这些因素都在削 弱农业韧性。自动化技术创新有助于 应对这些挑战。例如,可从小型、轻 量机械(如小型四轮和两轮拖拉机) 着眼,因地制宜地改造机动机械化。 小
22、型机械化无需实质性清理和改造 农田,因而会尽量减少生物多样性损 失。动力除草机和移动式脱粒机等其 他小型机动机械也可以对改进性别 平等做出贡献,因为妇女可以便捷地 操作这些机械。支持精准农业的数字自动化技 术有助于推动采纳可持续做法的技 术,例如保护性耕作。使用计算机数字自动化技术推广条件的成熟程度水产养殖业自动化水产养殖业自动化设施农业作物种植全农场数字化(种植业)完全自动化(畜牧业)完全自动化(种植业)活跃的无人机系统(种植业)拖拉机和其他机械(种植业)自成一体的解决方案(种植业和畜牧业)机器人、物联网、建模、分析、生物技术机器人、物联网、人工智能、启S与农场管理信息系统集成的薪m器人、物
23、联网、数据分析 人工智能收割机器 机器人、机器数据、机器视觉、人工智能彳血肥、咬洒、授粉子|租赁平台、全球导航卫星系统、可变速率技术、物联网无人机和遥感用于数据服务(觥薪B 数字解决方案(手机短信、遥感、咨询平台)推广条件成熟程度原型接近市场推广注:UAS即无人飞行系统;IoT即物联网;AI即人工智能;FMIS即农场管理信息系统;MV即机器视觉;GNSS即全球卫星导航系统; VRT即可变速率技术;RS即遥感;DS即决策支持。商业化程度分为四个阶段:(1)原型一概念已经在有限的试验中得到测 试和验证;(2)接近市场一解决方案在真实生产环境下可以发挥功能,服务提供商正在研究一种或多种商业模式以开发
24、客 户;(3)推广一解决方案已被多个最终用户/客户采用,并且形成了一个或多个盈利的商业模式;(4)成熟一解决方案有 专门的客户群,形成了一个或多个盈利的商业模式,并且需求在不断增长。资料来源:Ceccarelli 等,2022。和物联网进行自动化温室管理已有 很多成功先例,在节水和节约其他 投入品方面表现优异。小型集群机 器人技术在某些环境中已具备商业 可行性,能够减少农药和除草剂的使用,优化投入品使用,减少土壤 压实。这些环境效益目前只局限在特 定区域;止匕外,很多解决方案仍然处 于开发和商业化的早期阶段。因此, 还应扩大对其的研发和投资。转向可 再生能源也很重要,能够为动力自动 化创造新的
25、机遇,特别是在农村偏 远地区。但无需赘述,还是要进一步 开展研究,摸清哪种离网可再生能源 解决方案能够最高效地为各类农机 提供动力。农业自动化对劳动力和消 费者的影响评估农业自动化对就业的整体 影响十分困难,这需要收集海量数 据,跟踪所有的转型过程以及工人 的重新配置,不仅仅是农业活动,也 要涵盖上游和下游。随着农业转型的 推进,很多人离开农业去寻找薪酬更 高的就业机会,农业人口比重逐年下 滑。当农业粮食体系的所有节点同步 变化,要厘清农业自动化对劳动力市 场和社会经济状况产生的具体影响 几乎是天方夜谭。农业自动化对农场就业的影响 不一而同(图7)。随着很多任务被自 动化取代,低技能劳动力需求
26、可能会 呈缩减态势。与此同时,自动化也刺 激了对熟练工人的需求。从农业粮食体系整体来看,自动化会减少薪酬较 低的季节性农场就业,但会刺激上下 游行业增加薪酬高的非季节性就业 机会。自动化带来的影响在不同类型 的农场中也有所区别。对小规模和生 计型农民而言,自动化可以解放家庭 劳动力,同时促进扩大生产规模。在 商业化家庭农场中,自动化可以解放 家庭劳动力,减少对雇佣劳动力的需 求;但若商业性农业活动在自动化的 助力下有所增多,则对雇佣劳动力的 需要可能会不降反增。企业商业化农 场自动化水平最高;相应地,农场劳 动力的需要也会随之减少。若采纳自动化的原因是工资上 涨、劳动力短缺,则自动化会促进劳
27、动生产率和工资水平的提高,但不会 带来失业。若推行自动化的背景是劳 动力充足,而且是通过补贴人为拉低 成本,那么就会面临引发失业的严重 风险,而受影响最大的自然是那些技 能最低、无法另谋出路的劳动力。农业自动化会对消费者产生显 著的社会经济影响,因为自动化会降 低食物成本,创造更多对消费者有从农业粮食体系的视角看自动化对就业的影响上游上游中游下游识别关键的 社会经济特征小规模生产者投入品物流分配和消费妇女无需购买蹲眼需的二自给自足的农业生产禽家庭和本地储存界青年其他群体.XX (如移民、乡WT农村贫困人口、残疾人全球 中间商本地 中间商商业化企业 农业生产商业化家庭 农业生产B可电fy需要购买
28、 健鳖%爵、加工全球 销售本地 销售家庭和 本地小型 商业况大型 商业家庭 消费IUU劳动力需求的变化员员员人作师职人员工操械室售人机库器机公销务司仓机和办和财t tt f f员员员人作师职人员工操械室售人机库器机公销务司仓机和办和财t tt f f家庭劳动力 w受雇的现场工人包员 员承理人和操械善工器机监机W-农科员员人员职人工人鲁机库流公销司仓物备fttt个技术人员小分拣工人、加工工人和包装工人 个机器操作员和机械师个质保人员个办公室职员和销售人员个技术人员小仓库工人和司机 个客服人员 个质保人员 个繇蹦 小技术人员资料来源:粮农组织根据Charlton. Hill和Taylor编制,20
29、22。益的创业机会。例如,让难以自动化 且富含营养的传统作物再度焕发活 力,以及降低有机食品的生产成本, 而目前有机食品的生产需要很多劳 动力。农业自动化进程必须具备 包容性农业自动化必须让所有人参与 其中,尤其是小规模生产者、牧民、渔 民和林农,此外还包括农业计酬工人、非正式微型企业和工人、失地群 体以及流动劳工。妇女、青年和残疾 人群体置身其中尤为重要。农场自动化的性别影响非常复 杂。由于在获取资本、投入品和服务 (如推广和信贷)方面处于弱势,某 些情况下甚至还有文化规范的影响, 女性在农业技术采纳方面不及男性。 政策制定者需要倡导考虑性别因素 的技术研发、推广和服务。青年农民往往是最先拥
30、抱技术 的先行者。农业自动化催生新的技 能,需要实施人力资本开发和能力建 设议程,促进由低技能手工劳动向更 为复杂的劳动转变,在此过程中尤其 要重视青年。然而,惧怕自动化会造 成大量工人失业显然是没有依据的。 农业操作自动化,以及与之伴生的农 业劳动力结构发展,是一个循序渐进 的过程,各个地区、各类作物和各种 农业任务都会有所差别。对于能够以 低成本自动化轻易替代的劳动密集 型农业活动,采纳节省劳动力的自动 化技术动机最强。随着部分农业活 动实现自动化,其他活动就会需要更 多劳动力。若现有自动化技术只迎合大规 模作业,则小规模生产者因为达不到 规模经济门槛,就很难立于不败之 地。不限规模的低成
31、本自动化的关键 是全面普及。限制自动化以求保住农 业就业和农民收入只会让农场在竞争 中处于不利,无法扩大生产规模。若 无法通过技术变革提高劳动生产率, 那么贫困农场工人摆脱贫困、实现粮 食安全的前景就会变得十分渺茫。高效、可持续、包容的农 业自动化路线图农业自动化在促进以集约但可 持续的农业为基础的可持续和包 容性农村发展方面具有很大潜力; 然而,这种潜力不会自动变为现实, 而是会取决于具体的社会经济背景, 以及农业自动化所处的政策和制度 环境。实体、经济、法律和社会基础 设施均已到位,能够支撑数字自动化 的国家会占得先机。同任何技术变革一样,农业自动 化必然会带来某些颠覆,既会有人坐 享其成
32、,也会有人权衡利弊。本报告 提出多种政策、制度、法律和投资方案。这些因素综合在一起,形成一份路线图,确保农业自动化有助于建设 高效、多产、可持续、有韧性和包容 的农业粮食体系(图8)。某些方案聚 焦于营造有利的商业环境,尤其是就 自动化技术投资而言。这些措施要辅 以法律法规,确保技术顺应环境可 持续性和气候韧性要求。最后,各项 政策和计划必须就位,确保所有人, 尤其是边缘化群体,都能获益于此 过程。政府还要权衡经济、环境和社会 目标,基于所面临的挑战和本国能力 对各项行动安排先后次序。政府干预 的一个重要跨领域维度是一般性服 务支持,即通过政府行动为农业和农 业粮食体系营造有利的商业环境,但
33、又不会扭曲激励机制,或偏向某些行 为主体(或某些农业部门)。以农业为着眼点的政策和干预也会影响自动化技术的采纳农业政策可以帮助克服技术采 纳的阻力,尤其是对小规模生产者而 言。政府可将信贷政策直接与农业自 动化挂钩,鼓励技术采纳。投资贷款 是推行自动化技术过程中最为常见 的融资方式,例如基于合同的证券、 贷款担保制度、连带责任小组、租赁 以及配套赠款。止匕外,不会扭曲市场 的专项补贴也可以有一席之地。加强 土地权属保障非常重要,因为若土地 权属没有保障,生产者就无法用地契 作抵押来申请信贷。减少机械、数字 化设备和零部件的进口关税,简化通 关程序,也有助于降低自动化技术的 交易成本。弥补数字技
34、能缺口需要开发人 力资本,例如借助职业培训中心的力 量。制造商、所有者、操作者、技术员 和农民的知识与技能都要加强,其中 青年是重中之重。改善农业推广和 农村咨询服务也有助于技术采纳。公 共推广服务在确保包容性的农业自 动化进程中始终发挥着重要作用;然 而,缺少训练有素的推广人员是多数 低收入和中等收入国家面临的主要 瓶颈。政府可资助或开展研发活动,尤 其是适应本地需要、适于小规模生产 者的自动化解决方案。精准农业解决 方案影响评估是一个重要的研究课 题,要对方案的营利性、环境可持续性以及包容性开展分析。更加适合本负责任利用农业自动化的政策选择路线图资料来源:粮农组织为本报告编制。概要地情况和
35、小型农场的小型机械和低 技术门槛的数字解决方案要作为研 究重点,例如交互式语音应答、非结 构化补充服务数据以及短信息服务。最后,政府要制定质量保障和 安全标准,可以交由公立机构、市场 或第三方部门组织进行管理。自动化 安全法律法规要充分征询所有利益 相关方的意见,必须做到透明,确保 合规。农业粮食体系之外的政策、 制度和投资并非立足于农业粮食体系的一 般性政策和投资可以营造出有利环 境,包括基础设施。改进落后的道路 基础设施可以降低获取机械、备件、 维修和燃料的交易成本,催生服务 市场。投资建设能源基础设施也同 样重要,例如开发可再生资源的离网 电力。利用本地投资开发可再生能 源有助于抵御能源
36、市场冲击和燃料 价格波动。改善农村地区的通讯基础设施和 互联网连通状况对于农业自动化顺畅 运转至关重要。法律也可发挥重要作用一倡导公立-私营-社区三方合 作,改善连通状况和相关基础设施, 提供数据服务和支持。投资还应关注 相关的支持性基础设施,例如天气预 报公共数据集,以及农业生产日历。止匕外,机构、宏观经济状况以及 更加宽泛的制度能力对于农业自动 化的采纳都非常关键。完善信贷市场 对于自动化技术融资非常重要,尤其 是对小规模生产者而言。制度和政治 能力需要加强,引导自动化技术的开 发。若实力强大的私营技术企业抢占 先机,就可能会产生不利影响,进而 波及整个社会。另外,透明的国家数 据政策(包
37、括数据保护、数据共享和 隐私规范)本身也有助于数字自动化 的推进。其他有利因素包括建设国家 数据基础设施,推动互联互通,即机 器之间实现精准、可靠的通讯。最后, 汇率政策和贸易政策也可能通过机 械、数字化设备和备件进口价格影响 自动化格局。农业自动化助推建设包容、可持续的农业粮食体系农业自动化面临三重挑战:不 让任何边缘化群体掉队;避免失业1农业自动化可以通过增强韧性、提高生产力和资源利用效率,以 及提高粮食质量和安全,在实现可持 续发展目标方面发挥重要作用,尤其 是目标1 (无贫穷)和目标2 (零饥饿) 以及与环境可持续性和气候变化相关 的目标。2但若对小规模生产者,以及青年 和妇女等其他边
38、缘化群体而言始终 遥不可及,则农业自动化反而会加剧 不平等。某些技术(大型机动设备) 造成的种植结构单一和土壤侵蚀等问 题,会对环境产生负面影响。3在数字化革命之前,机动机械化(如拖拉机)是推动全球农业转型 的重要力量;然而,各国之间以及国 家内部在技术采纳方面差异明显,撒 哈拉以南非洲大部分地区尤为受限。4若能因地制宜并辅以数字化工具, 机动机械化仍有潜力提高农业生 产率,从而减少贫困和加强粮食安全, 并对更广泛的经济产生积极的溢出 效应。5数字自动化技术的应用不断发展, 但大多集中在高收入国家。很多 情况下,数字技术的商业逻辑尚未 成熟:部分技术仍处于原型阶段; 还有一部分技术受限于农村基
39、础设施 落后(如通网和通电),故而难以推 广,在低收入和中等收入国家尤为 如此。6投资建设支持性基础设施、提高 农村服务可及性(如金融、保险 和教育)是技术获取的关键,特别是 对小规模农业生产者和妇女等边缘化 群体而言。7数字自动化技术在提高效率、生 产力、可持续性和韧性方面潜力 巨大。然而,这个过程需要包容性投 资,让生产者、制造商和服务商都参 与进来,并要特别关注妇女和青年, 以便进一步开发技术并使其顺应最终 用户的需求。8农业自动化对就业的影响取决于 具体背景。在工资上涨、劳动力 稀缺的情况下,自动化可为有技能的增多;预防环境损害。相关政策可为 应对这些挑战助一臂之九确保自 动化技术推动
40、包容、可持续的农业 转型。首先,政府要确保妇女、青年及 其他弱势群体能够从自动化进程中 受益。着眼于帮助妇女应对困境的 政策(例如改善妇女的土地权利,或 支持妇女获取信贷和推广服务)也有 助于增加妇女对自动化技术的获取。 公共研发活动应考虑到妇女的需要, 重点攻关性别友好型机械化技术。 此外,还需要制定面向农村青年和其 他弱势群体的议程,确保他们掌握必 要的技能,能够从事自动化相关的高 技能工作。其次,政府要防范自动化技术 对就业造成的不利影响。若自动化 进程由市场因素触发(如农村工资水 平提高),且取代的是没有薪酬的家 庭劳动,就不大可能造成失业。与之 相反,若自动化进程是由政府行为 刻意为
41、之(如补贴机械进口),就会 取代某些工作,引发失业,降低农 村工资水平。因此,政策制定者不应 在时机未到时刻意倡导自动化。反 之,政策制定者也不应以自动化会取 代劳动力、引发失业为由限制技术 采纳。通过一般性服务支持提供公共 或集体产品一这种政策支持最有 利于自动化进程平稳推进,不会引发 失业。此类措施包括支持农业研发和 知识转让服务。再次,政策要确保农业自动化有 利于建设可持续、有韧性的农业粮食 体系。精准农业等更为先进的数字自 动化技术可以尽量减少甚或完全避 免机动机械化给环境带来的负面影 响。应用型技术和农艺研究课题应探 索最适于本地农业生态条件的自动 化解决方案,政府则应促进采纳环 境
42、友好型技术。总而言之,若上述挑战得以妥善 应对,农业自动化就会成为助推力量, 支持实现可持续发展目标,尤其是目 标1、2、3、9和10。技术的适当组合, 以及适度的政策、干预和投资,将取 决于很多因素,包括经济发展水平、 当前制度安排、本地农业特点以及政 策制定者的具体目标。在综合运用政 策工具实施具体行动之前,政策制 定者要认识到技术采纳背景的具体 特点,评估某个地区面临的具体问题 (如连通性、不平等、贫困、粮食不安全、营养不良)。采纳何种技术应:的是营造出包容的有利环境,为创新 由农业生产者自行选择,而政府要做:提供沃土。青年工人创造机会,对农业乃至农业 粮食体系的雇主和工人都有裨益。9若
43、农村劳动力充足且工资偏低, 则农业自动化就会造成失业,尤 其是人为补贴导致自动化成本低廉, 或者是突然而至的技术突破导致自动 化成本快速下降的情况下。W在劳动力充足的背景下,政策 制定者不应补贴自动化,而应 着力营造出有利环境推动技术采纳, 尤其是确保小规模农业生产者、妇女 和青年能够采纳技术,同时还要为最可能在转型中失业的低技能工人提供 社会保护。n营造有利的环境需要采取多方 协调行动,包括立法和法规、 基础设施、制度安排、教育和培训、 研究和开发,以及为私营创新进程提 供支持。)推动负责任农业自动化的投资 1 /和其他政策行动应立足于具体 情况,例如连通状况,与知识和技能 相关的挑战、基础
44、设施的充足性以及 获取方面的不平等等。J A报告深入解析了农业的现状一农业部门正在经历深远的技术变 J革,且变革速度不断加快。几年前仍无从想象的新技术正在快速 涌现。例如,基于电子标签的畜牧生产技术(包括挤奶机器人和家 禽饲喂系统)正在部分国家逐步推广。全球卫星导航系统使得自动化作物生产 成为可能,该过程中会利用自动转向拖拉机、撒肥机和喷药机。更为先进的技 术也已经在市场上崭露头角。在农作物生产领域,除草机器人等自动化机器 开启了商业化进程,无人飞行器(通常称为无人机)负责收集作物管理和投入 品施用数据。在水产养殖领域,自动化饲喂和监测技术正在大行其道。在林业 领域,木材砍伐和运输机械是当前自
45、动化技术研发的主要目标。很多近期开 发的技术推动了精准农业的发展,这是一种利用信息优化投入品和资源利用 的管理策略。近年来的技术发展让人耳目一新,为之称叹,激发了更深入研究的热情。 然而,不容忽视的是,技术变革并非另起炉灶;更为重要的是,并非所有的农 业粮食体系行为主体都能获取这些技术。几十年来,粮农组织对这个问题开 展了持续研究。就目前而言,我们今天看到的只不过是农业技术漫长变革过 程中的一个整合点。过去两个世纪以来,这一过程一直在加速发展。变革过程提高了生产力,减少了繁复的农业劳动,使得劳动力可以解脱 出来从事其他活动,从而最终改善了人们的生计和福祉。机械设备得以改进, 有时甚至取代了农业作业中涉及的三个关键步骤:诊断、决策和执行。技术发 展前后经历了五个阶段:手动工具的引入;畜力牵引的使用;1910年代以来实 行的机动机械化;1980年代以来数字设备的采用;以及近期机器人技术的 引用。本报告中所指的自动化实际上是从机动机械化开始的,农业作业的执 行部分实现了较高程度的自动化。得益于近期涌现的数字技术和机器人技术, 诊断和决策过程也开始逐步实现自动化。正如本报告所述,技术变革进程从 未中断,但并非所有国家的所有农业生产者都处于同一阶段。诚然,人们普遍担心节省劳动力的技术变革所带来的负面社会经济 影响,特别是工作岗位
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