文丨盧兵友

農(nóng)業(yè)是人類賴以生存的根本，所以，世界各國、歷朝歷代都把農(nóng)業(yè)研究作為科學研究的重中之重。隨著科學技術的不斷進步， 農(nóng)業(yè)也從原始農(nóng)業(yè)向傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)不斷演進，目前已經(jīng)進入智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)階段。 隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的轉型升級，農(nóng)業(yè)的綜合效能也變得越來越強。

現(xiàn)代智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)是中國工程院劉旭院士和李文華院士首次提出的觀點。 他們認為，現(xiàn)代智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)就是通過先進的科技與生產(chǎn)方式大幅提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力與效率，通過人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算實現(xiàn)產(chǎn)前生產(chǎn)資料科學銜接、產(chǎn)中生產(chǎn)要素精準配置、產(chǎn)后產(chǎn)品供需完美對接，通過生產(chǎn)系統(tǒng)與物質系統(tǒng)循環(huán)，實現(xiàn)資源高效利用與生態(tài)功能持續(xù)提升的農(nóng)業(yè)發(fā)展道路。 他們表示，發(fā)展現(xiàn)代智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)是我國未來30 年農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然選擇。

認真分析兩位院士的定義，結合對山東、廣東等一些正在成功實施的部分智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)典型案例的調(diào)查研究， 筆者認為智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)具備了顛覆傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的革命性特征， 所以才能成為未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然選擇。 為了進一步印證這個觀點，本文試圖對比分析智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)與以往農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的異同，進而深入剖析智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)可能的顛覆性發(fā)展特征， 判斷其顛覆性價值， 以期發(fā)現(xiàn)智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)作為一種新的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的依據(jù)，為我國未來農(nóng)業(yè)發(fā)展提供一些新思路。

一、智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)與以往農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的異同

縱觀農(nóng)業(yè)發(fā)展史，農(nóng)業(yè)發(fā)展基本經(jīng)歷了一個從原始農(nóng)業(yè)向傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)再到智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)逐步進階的五級演進過程（表1）。 不同階段人們對自然規(guī)律的認識水平和科技發(fā)展水平不同，五個演進階段又各自具有不同的特點。

表1 農(nóng)業(yè)發(fā)展模式對比分析

（一）系統(tǒng)主導不同

自從人類成為地球上最智慧的物種以來， 人類就開始不斷嘗試利用和控制地球環(huán)境，以滿足自身不斷增長的物質需求。 正是因為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是人類按照自己的意愿構建的，因此，人類希望它能夠按照自己設計的方式來運行。

最早的原始農(nóng)業(yè)是人類模仿野生谷物生長過程，將采集的野生谷物撒在地上，讓它自然生長，到成熟時用手摘取的過程，是人類由只能以“天然產(chǎn)物”作為食物，跨進到能進行食物生產(chǎn)的過程。 在原始農(nóng)業(yè)階段，人類只是自然的一分子，對自然的人為干預和控制力非常弱，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質量基本由自然環(huán)境決定。因此，在此階段主導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主體仍然是自然，俗話說“看天吃飯”，指的就是此階段。

進入傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)階段， 以小農(nóng)經(jīng)濟為基礎的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)社會初步形成。從此，人類開始根據(jù)自己的意愿設計并構建屬于人類的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。隨著科技發(fā)展水平的不斷提高，人類的主宰作用也越來越明顯，人類完成了系統(tǒng)的完全主導，這一過程一直延續(xù)到智慧農(nóng)業(yè)階段。

在智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)階段，在大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)的科學精準支撐下，作為生產(chǎn)力形成的核心——農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的生物組分開始成為系統(tǒng)的主導。 生物在系統(tǒng)中每時每刻對光、熱、水、土、氣、營養(yǎng)等生命要素的即時反應，都可以通過大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)形成精準的決策支持方案。在此過程中，生物依靠自組織系統(tǒng)發(fā)送需求信號， 物聯(lián)網(wǎng)成為系統(tǒng)管理體系的執(zhí)行者，人類從此將逐步淡出主要管理者的主導身份。

（二）生產(chǎn)工具不同

構成生產(chǎn)力的基本要素是以生產(chǎn)工具為主的勞動資料，所以，生產(chǎn)工具的水平高低代表了一個系統(tǒng)生產(chǎn)力的水平。 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也是如此。

在原始農(nóng)業(yè)階段， 人類所采用的生產(chǎn)工具主要來自大自然產(chǎn)品。從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)階段開始，農(nóng)民成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要勞動力， 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平主要由生產(chǎn)工具來體現(xiàn)。在這一演進過程中，生產(chǎn)工具從手工作業(yè)工具發(fā)展到以機械為代表的工業(yè)化作業(yè)工具， 以及以信息產(chǎn)品為代表的信息化作業(yè)工具。 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具的機械化和信息化， 使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力持續(xù)產(chǎn)生質的飛躍， 從而保證了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能夠滿足不斷增長的人口數(shù)量對產(chǎn)品數(shù)量、質量的需求。

到了智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)階段，智能裝備取代人類成為系統(tǒng)的主要勞動力。 這一勞動力主體的重大變更預示著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具由提高勞動者的勞動生產(chǎn)率轉變?yōu)樘岣咧悄苎b備的智慧化水平。 由此，大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)就成為主導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的核心生產(chǎn)工具。

（三）生產(chǎn)關系不同

人類從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程，就是協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中主要要素間，以及要素與環(huán)境間等相互關系的過程，也是一個協(xié)調(diào)生產(chǎn)關系的過程。

在原始農(nóng)業(yè)階段，人類基本不具備協(xié)調(diào)主導農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能力，只能由生物利用其對環(huán)境的自適應和自組織功能， 完成與其所處環(huán)境關系的協(xié)調(diào)。 從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)到智慧農(nóng)業(yè)階段，人類不僅開始成為系統(tǒng)的主人， 更成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要組織者、管理者和參與者。 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關系不僅體現(xiàn)為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中各組分間及其與環(huán)境間的關系，更重要的是體現(xiàn)為人與系統(tǒng)、人與系統(tǒng)組分間的關系。

到了智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)階段，由于人類基本退出了一線生產(chǎn)環(huán)節(jié)，退出作為主要組織者、管理者的身份， 只作為參與者參與到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中。 因此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關系也由于大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代科技組分的加入， 增加了一種具有顛覆性意義的關系，即生物及其生長環(huán)境與大數(shù)據(jù)間的關系，徹底升華了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)關系，也使系統(tǒng)中各組分間的關系從原來的模糊、定性變得更加清晰、定量，系統(tǒng)也變得更加精準可控。

（四）支撐理論不同

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之所以能夠形成階段性的飛躍式發(fā)展，主要原因是有不斷進步的理論支撐。

縱觀農(nóng)業(yè)發(fā)展史，農(nóng)業(yè)發(fā)展的支撐理論已經(jīng)從傳統(tǒng)的農(nóng)耕文化理論、工業(yè)革命理論、信息化理論發(fā)展到現(xiàn)在的智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)理論。 其中，農(nóng)耕文化理論和工業(yè)革命理論由于研究相對深入，運用時間也長，相對比較成熟、系統(tǒng)。信息化理論雖然在支撐農(nóng)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用，但由于其發(fā)展歷史較短，又被接踵而來的大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)理論快速覆蓋迭代，其理論體系并沒有真正成熟。

在智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)階段， 由于人類智慧的進步，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代科技智慧的加入，更重要的是人類對生物自組織智慧的充分尊重和合理利用，一個由人類智慧、 現(xiàn)代科技智慧和生物智慧相融合，智慧、生態(tài)、生產(chǎn)和可持續(xù)、高質量發(fā)展相協(xié)調(diào)的顛覆性農(nóng)業(yè)理論體系即將誕生。

（五）功效不同

人類從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的目的是滿足自身需要，所以， 農(nóng)業(yè)發(fā)展史也是一個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功效不斷增強的歷史。

原始農(nóng)業(yè)是能夠讓人類活著，是一種有什么吃什么、有多少吃多少的狀態(tài)。 傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)基本達到能夠讓人類有尊嚴地活著，是一種吃飽沒問題、吃好有難度的狀態(tài)。 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)則達到了有質量地活著，是一種想吃什么有什么、 想吃多少有多少的狀態(tài)。智慧農(nóng)業(yè)則可以實現(xiàn)想在任何時候、 任何地方、吃任何東西都能夠滿足的愿望。 這種功效的進步，經(jīng)歷了從低產(chǎn)到高產(chǎn)、從單一產(chǎn)品到多樣化產(chǎn)品的過程，但最大的缺憾是產(chǎn)品品質不可控以及對環(huán)境造成的負面影響。

智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)與以往農(nóng)業(yè)發(fā)展模式最大的不同是，能夠實現(xiàn)生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品質量安全、品種多樣又有利于環(huán)境的目的，是一種人類夢想中的顛覆性農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。

二、智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)的典型特征

智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)之所以具備顛覆以前農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的預期， 一定是這種發(fā)展模式順應歷史潮流，符合農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)律，并具有明顯的顛覆性、先進性、實用性等發(fā)展特征。 分析已有的智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)研究和實踐，發(fā)現(xiàn)其具有以下顛覆性特征。

（一）系統(tǒng)組織模式將產(chǎn)生顛覆性變革

傳統(tǒng)意義上，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結構主要是指人們可以有效控制和建造的生物種群結構。 這意味著農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)具有典型的社會性特征，特別是作為主導組分的人類在系統(tǒng)中占絕對控制地位的特點。也就是說，按照傳統(tǒng)理解和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)實踐，人類是決定農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)組成、 結構和功能的核心要素，是系統(tǒng)的絕對組織者和管理者。 這對于傳統(tǒng)上以小農(nóng)經(jīng)濟、結構功能簡單、管理粗放、生產(chǎn)力低等為主要特征的我國農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)而言，對于科學技術尚不足夠發(fā)達的時代，無疑是非常正確的選擇。 但是這種以人類為中心而非以生物為中心的組織模式，由于人類的知識水平和管理能力缺陷，最終導致系統(tǒng)組分間關系失調(diào)、系統(tǒng)畸形發(fā)展、環(huán)境問題難以解決等成為必然現(xiàn)象。

隨著我國規(guī)模化、集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的不斷轉型，人類對大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代科學技術功能認知的不斷深入， 人類對生態(tài)系統(tǒng)認知的不斷積累，以智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)為主要特征的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，其組織結構將從一個單純由相關成分組合而成的物理系統(tǒng)，向一個由物理系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)系統(tǒng)組成的嶄新系統(tǒng)轉變。

由于智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)組織結構的巨大變化，特別是增加了大數(shù)據(jù)這一決定性組分，系統(tǒng)的組織模式也發(fā)生了顛覆性變化（表2）。首先是系統(tǒng)的主要服務對象回歸到生物，其次是其主要管理方式演變成大數(shù)據(jù)支撐下的生物自組織，最后是物聯(lián)網(wǎng)智能決策場所也成為除田間生產(chǎn)以外新的主要生產(chǎn)場景， 人類只是以輔助方式支撐生物的自組織活動。這是一種在大數(shù)據(jù)支撐下的生態(tài)系統(tǒng)自組織模式，是生物與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)間的雙向互動互利模式。 智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)由此變成一個完整的生物服務系統(tǒng)，一切組織管理也都是為了生物生產(chǎn)活動服務，為生物提供最舒適、最及時、最科學的生長環(huán)境成為該系統(tǒng)的核心目標，系統(tǒng)從此也變得更加可控、高效和可持續(xù)。

表2 智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)組織管理模式特點

（二）系統(tǒng)理論體系將迎來重大升級

長期以來， 工業(yè)革命理論一直是以往農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展和演進的主要支撐理論， 這與工業(yè)革命對世界的影響有重要關系。 但是，在此理論指導下， 以往農(nóng)業(yè)的思維方式只是把農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)當作一種工業(yè)產(chǎn)品，將它像無生命產(chǎn)品一樣管理。 人類可以隨意對其中的生物施加各種管理措施，只要人類認為這樣做對生物有利就可以， 很少站在生物的角度考慮它們需要什么、什么時間需要、需要多少， 很少考慮和發(fā)揮作為生命系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)的感知能力和自組織能力。

智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)由于是以生物為主體、以大數(shù)據(jù)為依據(jù)，是在已經(jīng)充分解放人類勞動力的機械化和信息化、充分認知生物生長發(fā)育規(guī)律基礎上產(chǎn)生的，也是在大數(shù)據(jù)系統(tǒng)能夠完美精準支撐生物生長基礎上產(chǎn)生的。 因此，智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)理論體系實質上是對工業(yè)革命理論的重大升級和突破。

智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)理論體系的顛覆性主要體現(xiàn)在系統(tǒng)增加了具有智慧決策支持功能的大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)組分， 也完全遵循并充分挖掘和利用了生物的自組織規(guī)律。 正是因為系統(tǒng)組分的重大變化， 使得這一理論的結構主體由生物和環(huán)境轉變?yōu)樯?、環(huán)境和大數(shù)據(jù)；服務主體由人類勞動過程轉變?yōu)樯锷a(chǎn)過程； 服務內(nèi)容由人類主觀形成的生物生產(chǎn)方案轉變?yōu)橛纱髷?shù)據(jù)、 物聯(lián)網(wǎng)科學計算得來的生物生產(chǎn)決策方案； 服務方式由提升勞動工具的機械化、 信息化水平轉變?yōu)樯镒越M織與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)的完美融合，是以人類驅動向“數(shù)據(jù)驅動”轉變的理論體系，是工業(yè)革命成果、現(xiàn)代大數(shù)據(jù)科技成果和生物自組織規(guī)律成果完美結合的產(chǎn)物。

（三）系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展將會成為現(xiàn)實

追求協(xié)調(diào)統(tǒng)一的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益，一直是人類從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最高目標。 盡管人類智力發(fā)展水平越來越高， 人類所采用的技術也越來越先進，但是在以人類為主導的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，受從事決策和組織實施等各環(huán)節(jié)不同參與人員思維模式、知識結構和工作模式的限制，加上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的復雜性、多樣性，要達到三大效益均衡發(fā)展非常困難，許多時候是抓了西瓜丟了芝麻，給人類可持續(xù)發(fā)展帶來了很大困擾。

智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)有效地解決了這一問題。 在智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)理論的指導下， 人類將逐步退出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的主角， 生產(chǎn)管理的重任完全落在了大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術身上。 這種管理模式可以在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)支撐下，充分發(fā)揮生物的自組織功能，從而從根本上消除人類決策的盲目性、隨機性和知識面缺乏等諸多弊端； 可以準確感知生物生長發(fā)育的即時需要， 并提供最及時科學的支撐方案，消除了生物生長饑飽不均的惡劣環(huán)境，確保了生物全生命生長周期中各種需求的滿足； 可以精準定量使用農(nóng)業(yè)投入品， 大大減少了投入品數(shù)量，降低了生產(chǎn)成本，提高了利用效率，減少了因過量使用帶來的環(huán)境污染； 可以為生物生長營造一個舒適、優(yōu)美、適宜的環(huán)境，確保生物以健康的體魄生長。 最終，系統(tǒng)將產(chǎn)出產(chǎn)量高、品質好、效益佳、環(huán)境美的產(chǎn)品。

三、結論與討論

無論從發(fā)展趨勢還是實踐檢驗來看， 智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要組織模式已經(jīng)是一個不爭的事實。 例如北京科百宏業(yè)科技有限公司等單位成功在山東、廣東、湖北等地開展智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)實踐后，確認了這一發(fā)展模式的良好前景。

作為一種新興事物，特別是一種具有顛覆性意義的發(fā)展模式，雖然智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的概念已經(jīng)提出，也有一些成功的實踐，但是，其發(fā)展尚缺少一套完整成熟的理論體系支撐， 缺少覆蓋面廣、數(shù)據(jù)量大、 支撐功能強大的大數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，缺少更加質優(yōu)價廉、便于推廣的物聯(lián)網(wǎng)云計算成套決策支撐體系，缺少更大范圍、更多系統(tǒng)的實踐驗證， 更缺乏對這一問題的深度研究和廣泛關注。 因此，在持續(xù)擴大研究和示范規(guī)?；A上，如果有更多高校、科研院所、企業(yè)等加入這一探索完善行列， 有更多的科學家加入這一研究行列，能夠獲得更多具有前瞻性的政府的關注和示范，相信智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)支撐未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的路就不會遠了。