中國網/中國發展門戶網訊 脫貧攻堅與鄉村振興是以習近平同道為焦點的黨中心從黨和國家事業全局出發，著眼于實現“兩個一百年”奮斗目標而作出的主要戰略安排。2020年，我國脫貧攻堅戰獲得周全勝利，小康社會周全建成，實現了第一個百年奮斗目標。在鞏固拓展脫貧攻堅結果的基礎上，要繼續推進脫貧地區發展和群眾生涯改良，加速建設農業強國，周全推進鄉村振興。“強國必先強農，農強方能國強”，農業的前途在現代化，農業現代化的關鍵在科技進步和創新。
我國南邊丘陵山區生態環境懦弱，基礎設施匱乏，農業發展乏力。在物聯網、人工智能、年夜數據等新技術高速發展的年夜佈景下，若何將信息技術、智能技術與傳統農業相融會，充足發揮高新技術優勢，將我國南邊丘陵山區各種復雜要素串聯在一路，構成一整套公道的聰明農業發展計劃，進而帶動農平易近增收，促進該區域農業農村實現信息化、現代化，切實解決好“三農”問題，是當下亟待解決的一項主要課題。
南邊丘陵山區整體概況及發展瓶頸
南邊丘陵山區分布特點及整體概況
我國南邊丘陵山區系指秦嶺—淮河以南的廣年夜熱帶、亞熱帶地區，重要包含云南、貴州、四川、重慶、湖北、湖南、廣東、廣西等省份，這也是我國喀斯特意貌的重要分布區域。作為世界上喀斯特發育類型最多的國家之一，我國喀斯特意貌面積約占國土總面積的1/3，此中連片袒露型54萬平方公里集平分布于東北部。在這些地區，由于長期高強度的農事作業壓力，加之泥土受暴雨嚴重沖刷侵蝕，基巖年夜面積出露，致使東北喀斯特意區成為我國重要的石漠化生態懦弱區。地盤石漠化直接導致地盤承載才能年夜幅下降甚至喪掉，耕地資源被嚴重壓縮，南邊丘陵山區一度成為我國面積最年夜的集中連片貧困區——2017年末，貧困生齒占到全國的40%擺佈，集中連片特別困難縣和國家扶貧開發重點縣211個，區域貧困面年夜、貧困水平深。第三次全國國土調查結果顯示，截至2019年末，我國耕空中積為19.18億畝，人均耕空中積只要1.36畝，缺乏世界均勻程度的40%，而南邊丘陵山區的人均耕空中積則廣泛低于國家均勻程度（圖1）。此外，受城鎮化和生齒遷移等原因的影響，我國農村生齒數量逐年下降，南邊丘陵山區農平易近外出務工的現象較為廣泛，加之老齡化進程明顯加速，農村勞動力嚴重缺乏，良多處所甚至出現必定水平的耕地撂荒現象。農業農村部農業機械化治理司關于典範丘陵山區省份農機化的調研報告顯示，截至2018年末，丘陵山區省份農機總動力達到4.4億千瓦，比2012年增長21%，但農作物耕種收綜合機械化率缺乏50%，此中東北丘陵山區僅為29%，遠低于全國總體69%的程度，這與農業、農村和廣年夜農平易近對機械化的急切需求另有不小差距。
南邊丘陵山區農業發展存在的問題
我國南邊丘陵山區地輿環境特別，農業生產基礎條件較差，農業發展存在的困難問題凸起。
農業生產的規模化、機械化程度不高。丘陵山區地形復雜，田塊坡度年夜、細碎且疏散，加之丘陵山區基礎設施落后，農機裝備的田間轉移、跨區域作業困難，年夜中型農機裝備難以在田間開展規模化作業。
缺少與種植形式相配套的農機裝備。丘陵山區人均耕空中積小，為充足應用無限的耕地資源，農平易近年夜多采用復雜的糧經復合種植結構，種植作物種類多樣，種植工藝復雜；現有農業機械無法滿足一切作物的生產需求，而適用的農機裝備研發難度年夜，推廣范圍小，從而限制了丘陵山區農業機械化的發展。
農村信息基礎設施建設落后，網絡條件有待改良。據統計，截至2020年6月，城鄉居平易近互聯網普及率仍相差24.1%，農村部門偏遠山區由于天然環境惡劣、地形地貌復雜，導致網絡覆蓋連續性較差，難以滿足現代化農業的發展需求。
農村老齡化問題日益嚴峻，青壯年從事農業任務的積極性不高，農村勞動力嚴重缺少。越來越多的年輕人選擇外出務工，大批農技、農機人才不斷流掉，加之老齡化進程明顯加速，農村勞動力嚴重匱乏，這也形成了農業機械新技術的推廣困難重重。
通過系統剖析我國南邊丘陵山區農業發展存在的問題可知，現有的農業生產方法不成持續，晦氣于鄉村振興任務推進。隨著農村生齒的進一個步驟轉移，以及老齡化問題的進一個步驟加劇，農村勞動力嚴重缺乏，未來誰來種地？生態環境被破壞導致天然災害頻發，加快地盤石漠化進程，加之丘陵山區存在的山高、坡陡、地塊小而疏散等後天缺乏原因，農業機械化作業難度年夜，未來若何做才幹種好地？科學剖析我國南邊丘陵山區農業發展碰到的窘境與挑戰，系統地解決好誰來種地、若何種好地的問題，是關系到“三農”協同發展的系統性問題，更是鞏固、拓展脫貧攻堅結果，助力鄉村振興的最基礎地點。
開展聰明農業是衝破南邊鄉村發展瓶頸的主要手腕
農業是鄉村的最基礎，我國南邊丘陵山區面臨的農業發展瓶頸與當地農業生產力程度低有著必定聯系。根據《鄉村振興戰略規劃（2018—2022年）》，鄉村振興的總體請求是產業興旺、生態宜居、鄉風文明、管理有用、生涯富饒。《全國鄉村產業發展規劃（2020—2025年）》明確指出“產業振興是鄉村振興的重要任務。必須緊緊捉住機遇，順勢而為，乘勢而上，加速發展鄉村產業，促進鄉村周全振興。”聰明農業是衝破農業產業瓶頸的主要衝破口。中心網信辦、農業農村部等5部門聯合印發的《2023年數字鄉村發展任務要點》指出，要隨機應變發展聰明農業，包含加速農業全產業鏈數字化轉型、強化農業科技和智能裝備支撐。新時期，在物聯網、年夜數據、人工智能、云計算等高新技術的支撐下，發展聰明農業有利于帶動鄉村信息基礎設施建設，晉陞農業生產效力，推動鄉村產業興旺，助力農平易近致富，實現配合富饒，對我國農業現代化建設和實施鄉村振興戰略具有嚴重引領與推動感化。
新時期，在國家政策的牽引和指導下，應安身我國南邊丘陵山區發展現狀，鼎力發展聰明農業，充足發揮現代科技氣力，著力衝破南邊丘陵山區在發展過程中碰到的瓶頸。例如，借助智能化、信息化手腕解決農村勞動力缺乏、老齡化的問題；助推農業機械化的普及；促進生態環境保護等。摸索實踐適合我國南邊丘陵山區發展的系統性解決計劃，將有助于推動我國南邊鄉村振興建設。
南邊丘陵山區的聰明農業形式摸索
在鞏固拓展脫貧攻堅結果、持續推進鄉村振興的主要時期，在國家安排推進數字鄉村建設的戰略標的目的指引下，應在發展傳統農業助力農村脫貧的基礎上，充足發揮信息化、智能化對鄉村振興的驅動引領感化，整體帶動和晉陞農業農村現代化發展，促進農業周全升級、農村周全進步、農平易近周全發展。本文以南邊丘陵山區實際情況為佈景展開系統性剖析，摸索出一套適合當地的聰明農業發展形式，并以水城區為例進行示范，以期周全展開推廣。
優先做好地盤應用的規劃準備任務
南邊丘陵山區的農業發展，地盤的規劃應用是重要考慮的問題。農業農村部農業機械化治理司面向南邊丘陵山區700多個縣進行調研；樣本縣的調研數據顯示，“地塊細碎，機器作業效力低”“機耕道建設滯后，機器無法下地”“地塊坡度太年夜，機器無法作業”這3個制約原因均勻選擇頻率均高于49%，是制約南邊丘陵山區農業機械化發展的最重要原因。
將相對面積年夜且適合耕種的地盤平整后開展機械化作業。參考韓國農田宜機化改革經驗，將必定范圍內零碎細碎的地盤通過地盤交換分合從頭進行規劃收拾，以便于農事治理和開展機械化作業。歷經40多年的農田整治，韓國旱地作物農業機械化率獲得顯著進步，到2019年已增長至60.2%。
地盤收拾應加強生態保護。地盤收拾不當能夠會形成水土流掉并引發一系列生態問題。是以，在地盤收拾前，可借助遙感、年夜數據等技術對各項能夠導致生態環境影響的數據進行搜集，并加以系統剖析評價，制訂出科學公道的實施計劃。對于那些坡度過年夜、不適合收拾進行機械化耕耘的地盤，可以從生態保護的角度應用好，實施退耕還林還草，發展林果業和畜牧業等。
以縣為單元樹立聰明農業年夜數據中間與集成應用平臺
聰明農業年夜數據中間。在鄉村地盤收拾規劃的基礎上，以縣為單元樹立服務于農業智能系統的聰明農業年夜數據中間與集成應用平臺，以村作為應用節點、數據采集單元和實際操縱單元。聰明農業年夜數據中間基于超級算力中間和算力網開發農業智能軟件系統，借助現代信息采集、傳輸、監控等設備，應用物聯網、傳感器、無線傳輸、數據存儲等技術，對農業產前、產中、產后的海量數據進行采集、傳輸，并存儲在信息化數據庫中；進而，借助年夜數據、人工智能等技術對海量數據進行剖析建模，從而做出指導農事作業各環節的決策計劃。該系統鏈接區域內各種類型的農業生產現場，是全區域農業生產的決策中樞。
聰明農業集成應用平臺。該平臺是基于農業年夜數據的集成應用平臺；融會農業一二三產，圍繞農業生產、加工、銷售全產業鏈的全部旅程監測和信息服務，面向農戶、農技人員、家庭農場、企業、消費者等用戶，以云服務的情勢供給終端應用，從而進步農業全鏈條生產調度、決策、治理、服務才能。
基于全要素模擬的農業智能系統
一個縣及其所依靠的農田就可以樹立一個農業智能系統。農業智能系統以信息化技術為重要手腕，通過農業生產全過程中的數據采集，在信息空間樹立農業生產的“孿生系統”，即將農業生產過程搬到信息空間開展自立學習和訓練，最終實現基于數據剖析的農業生產過程的決策與執行。通過人工模擬系統與真實生產系統的在線迭代，推動科學家的理論研討與生產實際系統的彼此促進，以實現實驗室模子和算法與生產一線的指揮系統“在線連接”，進而令農業生產實現“自動化”，最終達到綠色生產節本增效的目標。該農業智能系統的組成依照農業生產過程可分為4個部門。
智能感知系包養網統——樹立天空位一體化數據信息采集體系。綜合運用衛星遙感監測、無人機遙感監測和空中站點監測等環境監測手腕，基于年夜數據、云計算等關鍵技術，將觸及農業生產的“水土氣生”信息精準地測量和采集，實現對農業生產全領域、全過程、全覆蓋的實時動態監測。由于南邊丘陵山區地勢復雜，在精準監測方面表現最好的空中監測手包養網段，在實際操縱中會面臨較多障礙。基于此，南邊丘陵山區精準監測可以高空無人機為主。
智能通訊系統——結合空中移動通訊、應急通訊、衛星通訊等技術構成農業專用通訊系統。由于農業生產地區跨度年夜，地位荒僻，集中作業強度高，畝均價值密度低，需求廣域覆蓋的低本錢通訊系統支撐，而我國南邊丘陵山區信息基礎設施本就非常單薄，年夜規模高密度的建設4G、5G通訊基站本錢過高。是以，基于衛星組網的6G通訊會是農業通訊系統的最佳選擇。
智能決策系統——構建支撐農業智能系統的超級計算中間，實現對農業生產數據的實時疾速處理。算力中間可實時處理海量數據，并支撐農業模子的訓練和農業智能算法的求解；同時，將決策指令下發到系統鏈接的農業生產現場，為分歧地塊的農業生產決策供給支撐。由于南邊丘陵山區種植作物種類多樣，種植結構復雜，智能決策平臺需求不斷對傳輸來的相關信息數據進行訓練和學習，從而慢慢晉陞其決策才能。
智能作業系統——智能化農機裝備高質量作業的同時，實時進行數據采集，最終實現整個農業智能系統的數據暢通。南邊丘陵山區地形地貌等環境原因復雜。是以，要充足結合當地地盤情況、種植作物特點等原因，以及考慮農機的坡度作業才能、石頭地作業才能等，對農機裝備進行個性化改革和研發。
水城區獼猴桃產業發展及智能裝備應用案例
水城區位于貴州省西部六盤水市焦點腹地，是典範的喀斯特山區地貌區，山高坡陡，耕地破裂，石漠化和水土流掉嚴重。2017年，水城被確定為中國科學院定點幫扶縣。面對嚴峻的脫貧攻堅形勢，中國科學院集中全院科技氣力，充足發揮綜合科技優勢，安身水城產業發展和科技需求導向，隨機應變開展科技幫扶。今朝，樹立了以獼猴桃為主導，輔以食用菌、馬鈴薯、刺梨、小黃姜、中藥材、礦泉水、玄武巖纖維、生態漁業等多種產業協同推進的現代農業產業體系，通過科技賦能產業扶貧，促進貧困人群增收脫貧。
水城區獼猴桃種植面積12萬畝擺佈，以“紅陽”“東紅”2個品種為主——占全市種植面積的95%以上，可謂“雙紅獨年夜”。獼猴桃田間治理抹芽授粉、疏花疏果、采摘銷售等農事活動較為集中，導致勞動力需求集中和產品上市時間集中，易構成季節性的用工荒局勢。這不僅增添獼猴桃產業勞動力本錢，也嚴重影響產品銷售價格。
中國科學院以水城區獼猴桃產業為切進點，努力于面向以獼猴桃為代表的山地丘陵地區果樹產業，實現基于全要素模擬的農業智能系統，晉陞農業生產效力。針對獼猴桃生產治理中勞動力緊缺問題，中國科學院計算技術研討所研制了一款新型智能化農機——跟隨式碎枝機，通過先進的智能化技術實現機器的新型作業形式（圖2）。跟隨式碎枝機解決了獼猴桃剪枝碎枝環節繁瑣、還田費時費力的問題，實現一次碎枝、當場還田、增添泥土養分。
跟隨式碎枝機具有5個特點：山地化，采用履帶式底盤，爬坡才能達到30度，可適應喀斯特山區復雜地形多種工況下的碎枝作業。智能化，采用多種傳感設備，通過自研的把持系統實現自動跟隨、自立規劃、手柄遙控、APP遙控等效能。模塊化，采用標準智能底盤與作業部包養行情件相組合的方法，通過更換作業部件，可以便利地將本機改革成為其他智能山地農機，如智能運輸機器人、智能旋耕機等。清潔化，行走部件與作業部件均采用純電驅動，本錢低、無淨化，合適我國發展清潔動力的技術趨勢。平臺化，作為農業智能系統的終端執行部門，為全要素農業智能系統的實現奠基了堅實的基礎。
與傳統的固定式碎枝機比擬，跟隨式碎枝機人員行走路線長度和任務量能減少到1/5擺佈，年夜幅下降獼猴桃剪枝任務量，晉陞任務效力。此外，該機還能夠推廣到桃、梨、蘋果等需求剪枝的果樹，具有廣泛的應用遠景。
科技助力南邊鄉村振興的發展建議
做好聰明鄉村頂層規劃設計，與現代化城市建設協同發展
城鄉發展不服衡不協調，是我國經濟社會發展存在的凸起牴觸，鄉村振興戰略的焦點要義之一就是城鄉融會發展和城鄉一體化。習近平總書記在《習近平談治國理政》第二卷中指出：“我們應該通過振興鄉村，開啟城鄉融會發展和現代化建設新局勢”。黨的二十年夜報告也強調：“堅持農業農村優先發展，堅持城鄉融會發展”。是以，新時期周全推進聰明鄉村建設，應由當局組織牽頭，在現有農業農村信息化規劃和聰明城市頂層設計的基礎上，引導各級當局、各類企業、鄉村、公眾積極參與；充足應用好物聯網、人工智能、年夜數據、云計算等新一代信息技術在制訂建設規范與標準、基于年夜數據佈景做出鄉包養村空間規劃管理決策等方面發揮的感化，精準、高效做好聰明鄉村與現代化城市建設協包養網心得同發展的統籌規劃設計。
加強農田農機農藝協同配套改革，推動農業機械化智能化發展
推動南邊丘陵山區農業機械化智能化發展，起首要解決農田宜機化問題。現階段的農田規劃并未針對南南方地輿及環境原因進行有差別的詳細規定，致使各地在實際農田改革過程中無據可依。建議結合《全國高標準農田建設規劃（2021—2030年）》和農業現代化發展要素需求，充足考慮農田、農機、農藝等相關要素，基于南北區域差異，從國家層面制訂全國性的農田宜機化標準——明確規定改革地塊的最佳坡度、長度與寬度，綜合考慮作業情況、改革本錢與長期收益。同時，應統籌考慮農機農藝融會問題，集成配套南邊丘陵山區機械化生產體系。建議基于宜機化改革后的農田情況，優化種植結構，深化農機農藝融會的技術路線，從品種、產業、環節周全梳理丘陵山區農機裝備的需求清單；采用模塊化設計和系列化設計方式，集中氣力加速衝破關鍵技術，構成完美的裝備體系，最終推動南邊丘陵山區農業的機械化智能化發展。
強化鄉村信息基礎設施建設，健全效能共享的統一數據系統
先進完美的信息基礎設施是建設數字鄉村的基礎，是發展聰明農業的主要信息保證。我國發展聰明農業的基礎設施尚不完美，傳統的通訊方法難以滿足農業生產需求。是以，要加快推進鄉村信息基礎設施建設，同時還要兼顧聰明農業發展的網絡特別需求。在國家新基建戰略下，加速物聯網、人工智能等新型基礎設施布局。推動網絡基礎設施在農村和農業生產中的共建共享，打造農業農村信息感知與互聯通訊系統，樹立天空位一體化觀測體系。重點圍繞聰明農業關鍵標的目的，推進基于衛星組網的6G通訊建設。解決廣域年夜田信號覆蓋、移動通訊、數據傳輸和監測等關鍵問題。要在國家層面健全效能共享的全國聰明農業統一數據系統。買通聰明農業信息資源數據共享渠道，實現數據的整合運用；同時，要做好數據資源的保密任務，切實保證好我國聰明農業數據信息平安。以信息基礎設施建設為保證，以海量數據為基礎，支撐我國聰明農業高速發展，為我國鄉村振興注進科技動能。
加年夜政策指導和人才培養力度，建成專業化高素質農業人才隊伍
高素質的農業人才是聰明農業發展的主力軍。當局應根據南邊丘陵山區勞動力狀況和資源設置裝備擺設新變化新趨勢，發展聰明農業、建設現代農業新請求，加年夜政策指導和人才培養力度。加年夜政策支撐。全方位、多渠道加年夜聰明農業宣傳力度，鼓勵高校畢業生、年夜學生村官和農業科技人才下鄉創業，明確相應創業攙扶政策，吸引農村外出務工人員主動返鄉就業。加強人才支撐。加強相關創業企業用工需求信息采集，供給信息發布、用工指導等服務，將技術技巧、農產品營銷、農業經營治理等農業科技人才統籌納進當地人才保證體系。加速完美新型職業農平易近培訓教導體系。聯合農機推廣服務機構、農業企業和農業職業院校，圍繞特點優勢產業，分層次、按類型開展新型農平易近的培訓，打造一支有文明、懂技術、善經營、會治理的高素質農平易近隊伍，為農業現代化建設供給堅實的人力支撐。
（作者：張成全、李蕾、高樹琴，中國科學院計算技術研討所；吳威，北京國科宓羲科技無限公司；趙心剛，中國科學院科技促進發展局。《中國科學院院刊》供稿）