可持续农业论文精选(九篇)

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第1篇：可持续农业论文范文

1.1研究方法

1.1.1都市农业发展系统综合评价指标体系构建根据可持续发展PRED系统的内涵和北京农业发展特征，遵循科学性、实用性、综合性和可获性原则，采用频度统计、理论分析和专家咨询法构建北京都市农业发展系统综合评价指标体系．指标体系包括人口、经济、社会和资源环境4个子系统，共23项具体评价指标(表1)．由于各指标存在量纲差异，其性质有正、负2类，缺乏可比性，利用半升梯形模糊隶属度函数模型，解决各指标因量纲不同而难以汇总的问题，并采用熵技术支持下的AHP法计算各级指标权重．

1.1.2都市农业发展系统评价模型构建

1.1.3都市农业发展系统协调度评价模型选取为衡量北京都市农业可持续发展系统内部各子系统间发展的协调程度，构建协调度测度模型．目前已有的协调度评价模型主要包括比值模型、弹性模型、离差模型、贴近度模型、灰色关联模型，离差系数表示变量对其均值的相对离散程度，用系列的标准差与其均值的比值表示．本文采用离差系数基础上构建的多系统协调度评价模型:

1.2数据获取

2005年，北京市出台《关于加快发展都市型现代农业的指导意见》(京政农发［2005］66)，首次对发展都市型现代农业作出全面、系统部署．因此本文选取2004—2011年为研究期间，数据来源于2004—2011年北京市区域统计年鉴、各区县统计年鉴、农村年鉴，以及北京市第二次全国农业普查主要数据分区县汇总资料中的相关数据．

2结果与分析

根据都市农业发展系统评价模型，北京都市农业发展系统的评价结果见表2．2.1北京都市农业支撑子系统演化特征及影响因素分析

2.1.1农业劳动者素质提高是支撑人口子系统评价指数上升的根本保障人口子系统的评价结果体现了都市农业发展的单位资源人口承载水平和劳动力支撑水平．2004—2011年间，北京都市农业人口子系统评价指数由0.0212升至0.1221．如图1所示，人口子系统评价指标中，郊区人口密度多年持续增大，导致人均农业资源的占有量减小，单位农业资源的人口承载量增大，郊区生态环境负荷加重．农业劳动力占郊区总人口比重持续下降是农村城镇化和农民兼业化的结果，当前这一指标助推农业劳动生产率的提升和农业集约化、规模化水平的提高．科学技术是第一生产力，农业劳动力的科技素质提升是促进农业可持续发展的重要因素．研究期间，北京市农村劳动力受教育年限和万人科技人员数保持较好的增长势头，成为支撑人口子系统评价指数上升的重要指标．

2.1.2宏观经济变化中农村旅游和农业规模化经营成为经济子系统的薄弱环节经济子系统的评价结果体现了都市农业发展的现代化程度和产业结构的先进性．2004—2011年，北京都市农业经济子系统评价指数总体呈波动上升的变化趋势，2007—2009年间波动幅度明显(图2)．研究期间北京第一产业总产值增长1.8倍，但受当前北京经济发展趋势和产业结构调整的客观驱动影响，第一产业年均增长速度低于第二产业近3个百分点，不及第三产业增速的一半，因此农业总产值占GDP比重持续下滑，正向拉动了经济子系统评价指数．从2004—2011年整个期间看，都市农业经济子系统评价体系的正向指标基本保持增长趋势．但2007—2009年间，先是北京奥运会的连带效应，后有全球金融危机影响，加之中央政府4万亿投资计划拉动，北京农村旅游收入和农业规模化经营水平出现剧烈波动，成为影响经济子系统评价指数演化轨迹变动的重要因素．

2.1.3城乡居民收入差距是影响社会子系统评价指数的不稳定因素社会子系统的评价结果体现了都市农业发展的社会支撑和政策保障的稳定性．2004—2011年，北京都市农业社会子系统评价指数呈小幅波动上升趋势，增长下行分别出现在2005、2008、2011年，如图3所示．研究期间，北京都市农业社会子系统评价体系中城镇化水平、财政支农水平、公路密度、农村固定资产完成额等指标都保持稳步增长，市场需求、资金支持、设施保障等方面对北京都市农业发展的支撑比较稳定，是拉动社会子系统评价指数上扬的主要驱动力．受农业投入产出周期长的比较劣势制约，农业收益对农户增收的贡献率越来越低，而非农收益对增收的支撑缺乏稳定性，城乡居民收入差异系数频繁波动，导致社会子系统评价指数上升轨迹偏弱震荡．

2.1.4先进农业技术普及应用已成为强化资源环境子系统的重要手段资源环境子系统的评价结果体现了都市农业资源环境利用效率和环境友好型发展程度．2004—2011年，北京市都市农业资源环境子系统评价指数由0.0339增长到0.2729，在4个子系统中增幅最大，如图4所示．作为正向评价指标，郊区人均耕地面积受城市规模扩张挤压持续缩小，而森林覆盖率、环境保护投资占GDP比重，以及清洁能源普及率提高，成为驱动子系统评价指数上升的重要因子．负向评价指标中，单位播种面积农药施用量2004—2006年快速减少，此后基本稳定;单位播种面积化肥施用量的年际波动显著，但呈减少趋势;节水技术的应用推广使万元GDP农业用水量持续减少．3个指标在子系统评价中均发挥了拉升作用．7个评价指标中，农药施用强度、化肥施用强度、清洁能源普及率、农业用水效率4个指标属于农业科技应用范畴，在资源环境本底难以重塑的前提下，先进农业技术的普及应用已成为强化资源环境子系统的重要手段。

2.2北京都市农业发展系统综合评价指数变化与空间分异

2.2.1综合评价指数的变化轨迹集成各支撑子系统的评价结果，计算出北京都市农业发展系统综合评价指数(图5)．研究期间综合指数变化呈稳步上升趋势，显现出北京市农业发展在支撑子系统全面强化的背景下取得长足进步．利用年度综合指数同比计算波动速率显示，2006、2007以及2009年是北京都市农业综合指数的高速上升期，其他4个年度是平稳上升期．

2.2.2综合评价指数变化的县域分异北京主城区8区2县是市域内农业生产条件较好，以优质、高效、集约、精致为特点的都市农业发展重点地区．2011年农林牧副渔产值占北京市域比重达到96.8%．对比8区2县农业发展系统综合评价指数变化发现(图6)，2004年，综合评价排名前3位的是房山、昌平、大兴，末3位是顺义、平谷、密云;到2011年，大兴、顺义、通州3区的评价排名跃居前3，末3位集中在东北部山区．因此评价期间北京都市农业发展的空间分异态势可以初步总结为平原地带优于山区地带、北部山区优于西部山区．

2.3北京都市农业发展系统协调度变化和发展模式转变利用协调度评价模型，衡量北京都市农业支撑子系统的协调程度发现，2004—2011年人口－社会－经济－资源环境子系统评价指数均保持增长趋势，协调度逐步优化(表3)．但由于4个子系统的评价指数增长轨迹和增速不同，支撑北京都市农业发展的主导子系统已经衍变．如图7所示，2004—2007年间，经济子系统是支撑北京都市农业发展的主导子系统，宏观经济环境变化对北京都市农业的影响力越来越大．同时随着农业劳动者素质提升，人口子系统逐步成为支撑农业可持续发展的有生力量，并加上支农、惠农政策和投资力度加大，社会子系统和人口子系统成为重要辅助力量．2008年前后，北京都市农业发展体系的最大差异在于资源环境子系统的地位．截止到2007年，资源环境子系统是4个支撑子系统中最薄弱的环节;2008年以后，资源环境子系统的能量加快释放，支撑强度先后超过人口、社会以及经济子系统;到2011年，资源环境子系统已成为支撑北京都市农业发展的主导系统．

3讨论

在北京经济社会加速发展中，农产品需求加速增长，并趋于多样化，为都市农业发展提供了稳固的市场需求．虽然从生产规模上看，北京农业并不占优，但其现代化程度和产业结构先进性是其他产区难以比拟的，因此，长期以来农业生产经营的专业化、标准化、集约化、科技化是北京农业的最大优势．在北京都市农业快速发展中，人口－社会子系统的支撑强化趋于停滞状态不容忽视．人口子系统的发展停滞主要源于农业劳动力流失，社会子系统的发展停滞主要源于城乡收入差距，后者是诱发前者的重要因素之一．从发达国家的发展实践看，农业劳动力绝对数量和相对比重的减少势必引发农业劳动力不足和后继无人，是北京都市农业实现可持续发展的重大隐患．由于与其他城市产业竞争中农业在土地和资金利用效率上的明显劣势，以及北京地区资源环境压力加大，一味追求生产功能和经济效益的“工业式”都市农业发展模式遇到瓶颈，2008年前后综合评价指数的向上钝化就是较好验证．在此背景下，以北京奥运为契机，依托首都科技智力资源优势，加之政策扶持和引导，产业链各环节的资源节约化和环境友好化使北京农业发展重焕生机，发展模式逐步实现了由经济子系统主导向资源环境－经济系统“双翼”驱动转变．发展模式转变是北京都市农业综合竞争力提升的重要表现，顺应国内外市场需求变化形势，符合科学发展的必然趋势．进入21世纪的前10年，北京市的耕地面积和农业用水量减少1/3．随着未来人口膨胀和产业发展，水土资源短缺和污染加剧的趋势难以扭转，都市农业发展面临的资源环境压力将不断加大．在此背景下，依托机械化和化学化，追求高产出和高效率，传统意义上的农业现代化不可持续．因此无论是瞄准都市农业自身可持续发展，还是从北京城市发展的长远大计出发，北京都市农业发展应该在生态文明的视角下，基于农业生态系统自身的特点和规律，通过技术创新和管理创新，达到循环利用物质、提高能量固定率和资源利用率、减少农药等有毒物质输入的目的，最终构建人与自然和谐统一的、可持续的“生态型”都市农业体系［23］．

4结论

第2篇：可持续农业论文范文

论文摘要现代农业在推动农产品产量快速增加的同时,也带来了环境污染等严重的生态问题,对农业的可持续发展构成了威胁。本文从四个方面系统地分析了现代农业对生态环境带来的负面影响,提出积极推广少耕、免耕、作物残茬覆盖、合理施肥、节水灌溉和有机农业生产等保护性耕作栽培技术,确保农业的可持续发展。

自上世纪30年代初,化肥、农药的相继出现并应用于农业生产,标志着现代农业时代的到来。在现代农业时代,化肥、农药及除草剂等农业化学品的大量投入、灌溉面积的不断扩大、土壤机械化作业强度的不断提高、作物耐肥品种的推陈出新以及栽培技术的不断创新,共同推动了农产品产量的快速增加(主要是单位面积产量的提高)。与此同时,现代农业也带来了环境污染等严重的生态问题,对农业的可持续发展构成了威胁。

1现代农业的负面影响

1.1地表水及地下水污染

长期以来,化肥、农药、除草剂等农业化学品的大量施用导致的地表水及地下水的污染一直是农业及环境科学家高度关注的一个问题。化学肥料,尤其是水溶性极强的氮素化肥,不仅可以通过地表径流冲刷到江河、湖泊等地表水中,而且可以通过降雨及灌水等淋溶到泉水及深井水中。农业生产活动被认为是硝酸盐污染水环境的最重要原因。农产品生产过程中氮素化肥的超量施用,提升了地下水和地表水中硝酸盐的含量,从而导致了水环境的富营养化。

随着我国农业产业结构调整的不断深入,在粮田面积减少的同时,蔬菜、水果等经济作物的面积迅速扩大。农民在经济作物上的投入远大于粮食作物,由此带来的农业化学污染也更为严重。

1.2作物的抗逆性下降,农产品的品质降低

化肥、农药等农业化学品的大量施用,可以显著提高植物组织中硝酸盐和氨基酸的含量,并使植物的细胞壁机械强度减弱,从而诱发植物病虫害的发生。不仅如此,农业化学品的超量施用还可以导致植物收获物中维生素C、有机酸及可溶性糖等营养成分的降低,从而导致农产品品质的下降。更为严重的是,植物吸收了杀虫剂、除草剂等农业化学品后,会对人类的健康构成威胁。

现代农业对杀虫剂、杀菌剂、除草剂等农业化学品的依赖程度越来越高,由此带来的直接后果是病、虫、草害的抗药性越来越强。为了尽量减少病、虫、草害带来的损失,不断增加用药量和不断使用农药新品种成为农民的普遍选择。杀虫剂的大量施用给害虫的天敌带来了毁灭性的打击,使依靠化学药剂防治植物病虫害的努力陷入了一个“农药施用量不断增加,害虫的抗药性越来越强”的恶性循环。

1.3土壤肥力下降及土壤酸化

现代农业的另一特点是土壤的机械化作业强度不断加大,由此导致的土壤水蚀和风蚀及环境污染已成为一个严重的生态问题。水土流失的直接后果是农田土壤肥力的下降和地表水及地下水的污染,而导致水土流失的直接原因则是频繁的土壤作业造成的表土疏松及径流加剧等。

化学肥料的大量施用除了容易引起土壤养分失调外,更为重要的是导致土壤酸化、板结、土壤的渗透能力降低等,致使土壤的生产能力下降。

2推广保护性耕作栽培技术,确保农业可持续发展

2.1积极推广保护性耕作栽培技术

保护性耕作栽培技术的核心是少耕、免耕技术及作物残茬覆盖技术。保护性耕作栽培技术不仅可以降低生产成本,而且可以提高土壤有机质含量,增加土壤水稳性团粒结构的数量,提高土壤的渗水性,减少雨季的地表径流,提高土壤抗水蚀及风蚀的能力,增加土壤的蓄水量,提高水分利用率,全方位培肥地力,从而有效地提高土壤的生产能力。免耕技术是一项高效低耗的先进农业生产技术,它不仅适合于水浇地,更适合于旱地。该技术的推广有利于农业的节本增效和可持续发展。保护性耕作栽培技术的大面积推广应用,不仅有效地解决了长期以来的水土流失问题,而且使土壤不断培肥,土地的生产能力不断提高,为农业的可持续发展打下了良好的基础。

2.2合理施肥

合理施肥至少包含施肥量及施肥时期两方面的内容。按照作物的需肥规律合理进行肥料运筹,不仅可以提高肥料利用效率,而且可以减少因施肥不当而造成的环境污染。许多农民群众为方便起见,将全部或大部分氮肥在播种前或播种时做基肥一次施入,造成肥料的浪费和地下水的污染。这种传统的施肥方式既不利于提高肥效,降低生产成本,也不利于环境保护及农业的可持续发展。

2.3推广节水灌溉技术

2.3.1革新地面灌水技术,改大水漫灌为沟内渗灌传统的大田作物灌溉技术多为大水漫灌。这种灌溉方式不仅浪费水资源,破坏土壤结构,而且也是造成农业化学污染的重要原因。而改大水漫灌为小水沟内渗灌不仅可节水30%以上,而且可以降低田间湿度,提高作物的抗倒伏及抗病能力,从而减少杀菌剂及杀虫剂的使用量,有利于环境保护。此外,改大水漫灌为小水沟内渗灌,不仅便于浇水管理,而且使灌溉水与土壤的接触面积减少了60%,从而减少了水蚀,保护了土壤。

2.3.2推广非充分灌溉技术

植物的根系在受到水分胁迫时会产生化学信号并输送到叶片,叶片在感知根系受到水分胁迫的信号后会降低气孔开度或关闭气孔,从而减少水分消耗。根据这一原理建立起来的非充分灌溉技术是农业节水领域的一项新兴技术。

于振文等专家(2001)对高产小麦高效灌溉技术及其生理基础进行研究后认为,在底墒充足的情况下,小麦生育前、中期适度灌溉,在保证适宜亩穗数和幼穗正常发育的前提下,适当抑制营养生长;后期补充灌溉,延缓根系及功能叶片的衰老,保证穗粒数和粒重。这样,就可以将传统的3～5水减少为1～2水,从而使灌水效益显著提高。

2.4推广有机农业生产技术

第3篇：可持续农业论文范文

可持续发展农业是针对如何为我们人类及后代提供可持续的食物和能量的供给途径而蓬勃兴起的科学领域。可持续发展的农业是目前解决全球气候变化、食物和燃料费用增加、贫穷国家人口饥饿、富裕国家人口过度肥胖,同时还有水资源污染、水土流失、病虫害控制、物种灭绝等问题的关键所在。面对以上问题,人们提出综合了农业学、土壤科学、分子生物学、化学、毒理学、生态学,以及社会科学的新型的、环境友好型的解决方案。事实上,在空间层次上,可持续农业涉及到从分子水平,到农场系统甚至与整个地球所涵盖的物理过程,从时间层次上,它可以从一秒钟,延伸至一个世纪。正因为如此,科学家利用这个包含很多部分,同时各部分之间又相互联系的系统方法来处理科学、经济,以及各种社会问题。从这个层面上讲,可持续农业并不是一个狭小的、古板的学科范畴。与其他那些治标不治本的解决方案相比较,可持续发展农业更能抓住问题的本质。

本书是关于社会学、有机农业、气候变化、土壤科学相关综述性文章的集合,集中了16篇独立论文,1.社会问题,治标不治本的解决方案、依赖性以及可持续农业,针对气候变化、金融危机、社会安全,揭示了解决问题的方法的局限性,从而提倡可持续的方案;2.可持续发展农业的社会学,强调了将可持续农业和人类活动和社会发展相联系的观点;3.可持续发展农业相对于有机农业而言,比较两者所涵盖概念的区别;4.有机农业和食物生产:生态、环境、食品安全及营养和质量问题说明了有机农业相比与传统农业能生产出足够数量和质量的产品,并且对于生态、环境、人类健康更有帮助;5.欧洲中部的可持续能量作物种植;6.磷、生物多样性和气候变化;7.欧洲豆科植物和根瘤菌的共同演化和迁移;8.非同位素和C13同位素标记方法用于计算土壤中有机碳维持条件;9.土壤日照和可持续农业;10.土壤方程、有机质多样性和便捷农业;11.可持续农业所要求的土壤知识;12.回收生物肥料的堆肥处理;13.马铃薯金黄线虫病和生物控制剂;14.植化相克和有机农业:15.玉米烯酮作为新的植物荷尔蒙的传播和机能;16.农庄农业、林业学:孟加拉国一种潜在的资源。

本系列书籍的编著者Eric Llchtfouse博士出生于1960年,于1989年在Stras.bourg大学完成博士学位,1992年,继在美国Indiana大学和德国KFA研究中心博士后出站后,他以土壤科学家的身份供职于法国国家农业研究中心(INRA)。他所作的土壤中有机质和污染物的研究,运用C13同位素标定的方法,通过对自然环境生长下玉米的长时间试验观察,首次确定了土壤中有机质分子的运动性质。在2000年,他成立欧洲环境化学组织(ACE),并于2003年创办了《环境化学》期刊,业已编撰《环境化学》(Springer,2005)一书,现今任法国国家农业研究中心(INRA)《农学和可持续发展》期刊总编。

此书集中了分析目前农业的现状、农业知识以及各种不寻常解决方案的综述性文章。这将为科学家、决策者、本领域从业人员、农民以及政治家等各个希望建立安全农业、保证能源和食物的可持续性发展的有志之士提供支持和帮助。

第4篇：可持续农业论文范文

论文关键词：WTO，农产品贸易现状，中国农业

 

引言 我国是世界上最大的发展中国家，资源贫乏、人口众多的国情决定了农业发展的重要性。入世以来，我国农业生产力水平不断提高，农业产业结构调整不断优化,农业生产的高效、农业生产者素质的提高等优势使我国在农业方面走在了世界的前列。为避免入世后世界经济发展对中国农业造成不利影响，要求我国必须走中国特色的农业发展道路，发展可持续农业，促进农业的整体进步。

1 中国农业发展及农产品贸易现状

1.1农业发展现状

经过三十几年的改革与发展, 中国农业发生了深刻变化, 综合生产能力显著提高, 主要农产品市场供求稳定。农产品总量成倍的增加，从1979年全国粮食总产量3321亿公斤到2009年全国粮食总产量10616亿斤农产品贸易现状，我国粮食总产量居世界第一位，其中粮、棉、油、肉、水产品、水果等已跃居世界首位, 肉、蛋、水产品已超过或接近世界平均水平，人均粮食占有量已达到世界平均水平。中国农业产业在不断的发展壮大（见图1）。

图1 2002-2009年中国粮食总产量及增长速度

但是农业的发展并不是一帆风顺的，由于人口、资源等原因，我国的农业还存在很多困难和问题:（1）农民人均收入水平较低中国。中国农民一年收人均在6000-7000元，在种植上除去种子、化肥、灌溉等方面，在养殖上，除去幼苗、饲料以及家禽的医药费等，农民一年净收入也能有4000-5000元。而诸如美国等发达国家农民一年人均收入为12000美元左右，因此中国虽然农民占全国总数的70%，但人均收入水平却远远落后于发达国家水平；（2）资源快速减少，生态环境恶化。农业资源方面，由于水资源的过渡开采和被污染，导致农业用水严重失调，由于城市外围建设以及土地的不合理利用导致人口与土地资源的矛盾十分突出。生态环境方面，全国约有1/3的耕地受到水土流失的危害，草原退化面积达0.87亿公顷农产品贸易现状，并仍以每年133万多公顷的退化速率在及扩展；森林覆盖率仅为20.36%左右，人均林地面积不足0.12公顷，只有世界平均水平的12.6%；（3）政策对农业倾斜的扶持不够，国家在农业上的投入相对不足；（4）生产方式不适宜生产力的提高。目前的小农生产方式，已经阻碍了农业机械化和农业科技的推广应用和发展，也阻碍了农业生产力提高以后对社会化分工的要求，难以走上规模化、产业化的发展道路；（5）随着农村外出务农人数的增多，农村劳动力大部分转移到城市中对农业经济运行带来一定的负面影响。

1.2农产品贸易现状

加入世贸组织为中国农产品贸易的发展带来了难得的机遇，开辟了更加广阔的空间。8年来，广大农产品加工出口企业不失时机地抓住了“入世”带来的机遇，积极应对“入世”带来的挑战，农产品出口与入世前相比发生了“质”的改变，保持了持续增长的可喜局面，出口的增长在带动农村就业、增加农民收入、优化农业产业结构方面也发挥了重要作用。农产品进口更是呈现高速增长的局面。现阶段农产品贸易呈现以下主要特点是：（1）农产品出口结构不合理，即饲料、粮食、棉花，丝类等初级产品多，而高档次、高技术含量、高附加值的加工制成品较少；传统产品多农产品贸易现状，创新产品少；（2）农产品出口市场结构不合理，我国农产品大部分主要向美国、欧盟、日本等发达国家出口，而南美、拉美、非洲等发展国家及欠发展国家地区出口量较少，但从贸易保护上来看美国等发达国家却更容易采取贸易保护主义。2001年12月11日中国成为WTO的第143个正式成员。中国自加入世贸组织以来每年的农产品贸易总额逐年增加，但2009年由于受全球经济危机影响，我国的农产品贸易总额较2008年有所下降(见下表1)。

表1 2002-2009年中国农产品贸易总额（亿美元）

 

年份

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

农产品贸易总额

306

403.6

514.2

562.9

634.8

781

第5篇：可持续农业论文范文

在知识经济时代，科学技术以空前的规模和速度发展，渗透到人类生产生活的诸多领域，对社会经济发展的影响日益加强，人们对国家科技发展的关注程度不断提高[1]。世界各国都在努力把握机遇，制定和调整发展科技的新战略， 加大对科技的投入，力争在科技的竞争中取得先机，以促进经济、社会的发展。但是，随着政府对科技的投入越来越大，科技经费的使用也就越来越受到关注。怎样提高科技资源的配置效率成为各国政府和公众关心的重要问题之一。不仅科学界关注科技投入的力度和方向，同时，公众科学素养和参与意识的不断提高，也使得他们希望了解科技经费的使用状况。因此，政府必须向科学界和公众说明科技经费投入的效率以及未来科技经费资助的优先领域等相关问题[2]。 作为政府管理科技经费的科研资助机构近年来力图通过分析与评价其资助状况，以显示其资源分配和管理工作是有效的。科研资助机构的主要特点是以学科为单元进行资助活动，以学科为单元开展评估工作。通过关注所资助学科的研究产出和综合影响力，可以把握各学科的整体状况，确定学科未来的发展战略，这也是开展学科评估工作的内部需求；而随着现代网络、通讯、数据库和资料管理等技术的日趋完善，开展学科评估工作的外部条件也逐渐成熟。

在1990年至1997年期间，澳大利亚研究理事会（Australian Research Council，简称ARC）对其在数学科学、物理科学、化学科学、生物科学、地球科学、 工程与应用科学、社会科学和人文学科等8大领域中发挥重要作用的24个学科的5年资助工作开展了绩效评估，评价其“分配资源的管理工作”是否有效[3]。与此类似， 在1999年至2002年，英国研究理事会（Research Councils UK，简称RCUK）下属的英国生物技术和生物科学研究理事会（Biotechnology and Biological Sciences Research Council，简称BBSRC）也对其资助的一些学科开展评估工作，如生物化学工程，结构生物学，可持续农业等，评估侧重在如何保持英国未来的国际竞争力，确定该学科未来十年的发展战略，并且为BBSRC在学科的发展作用中定位，确定政府将来的重点投资方向。以科技实力著称于全球的美国一直非常重视科研的评估工作，美国基础科学研究的主要资助机构——美国国家科学基金会（National Science Foundation，简称NSF）也开展了类似的学科评估工作。他们对其支持的一些重大研究计划，如海洋研究计划，地震减灾计划等多年来的工作进行了回溯性的评估。通过评估帮助国家科学基金会下属的一些机构，向他们提供必要的工具和信息，以使得这些机构最大限度地减少资助决定对科学界产生的负面影响，使之能继续保持像过去那样取得高水平研究成果的能力，并且分析NSF在支持该计划中所取得的成就，存在的问题以及未来的支持重点。

本研究在上述三个国家科研资助机构开展的学科评估工作基础上，对学科评估的目的与范围，组织与结果以及方法等相关问题进行了讨论，并结合我国的具体情况提出了学科评估对我国科研管理工作的启示。

2　学科评估的目的与范围

2.1　目的

学科评估的目的从总体上来说，主要是指科研资助机构通过对学科的评估活动最终希望获得学科状况的整体结果，属于宏观层面。从目前已开展的学科评估活动来看，可以区分两种类型的学科评估：一类是诊断性的学科评估，主要通过学科评估来了解学科目前的现状和科研管理中存在的问题，并对解决这些问题提出建议。如澳大利亚研究理事会开展的学科评估，其目的就是对ARC大额类型项目支持下的项目开展研究结果独立评估，考察在这一特定的学科领域进行研究的个人和研究小组的成果及其影响力，既评估ARC大额资助项目的产出状况，同时还对澳大利亚研究理事会具体的科研管理过程包括同行评议、项目申请等细节问题进行评估，以便进一步加以改进[4]；另一类是战略性的学科评估，即以学科评估为手段，了解学科目前的国际发展趋势和本国所处的地位，为学科在未来若干年内的发展确定战略计划。如英国研究理事会开展的学科评估，在对英国“结构生物学”的需求评估中，委员会要求评估工作侧重在如何保持英国未来的国际竞争力[5]；而在对“生物化学工程”的学科评估中，其评估目的是建议BBSRC 理事会必须适合生物化学工程新的使命，并且建议理事会制定该学科未来十年的发展战略[6]。应当注意，学科评估的这两个目的并不是绝对分开的，通常这两个目的在每个学科评估中都有体现，只是在具体的评估过程中有一个目的占主导地位而已。相对于学科评估的目的，其评估目标则比较具体，主要是指在评估单个学科时的具体目标是什么，属于微观层面。由于学科之间的差异，同一科研资助机构在开展评估活动时可以有一个统一的目的，但对每个具体学科的评估目标则不尽相同。总体来说，学科评估的目标应注重其引导性与概括性，既要包含学科的当前研究和培训概况；也要重视与其它学科的合作关系以及学科的资助模式变化等。

2.2　范围

学科评估的内容直接指向学科本身，即学科的整体产出和综合影响力，以科学分类中的学科作为一个评估单元，通常指的是一类相关的科学研究领域。它并不关注具体的机构和人员，但在学科评估中又离不开机构和人员，它是在相关机构和项目负责人的基础上开展起来的，只是最后将这些结果综合起来分析和考虑。学科评估的范围包含两层涵义，一是指评估的时间范围，二是指评估的学科研究领域范围。如澳大利亚研究理事会对“天文和天体物理学”评估的时间范围是选择在1988—1992年之间，涉及到ARC资助的21个科研项目。学科研究领域范围包括地球物理学、大气物理学、天文学和天体物理学[7]。而美国科学基金会对“地震减灾计划”的评估范围确定为以下研究领域：结构工程、地理技术工程、建筑和机械系统和与地震有关的社会科学；其评估时间跨越很长，从第一个资助计划（1958年）一直到最近的研究计划，评估小组将其分为四个阶段逐一考察[8]。学科评估的范围界定是开展学科评估的前提条件，一般由评估小组和科学共同体一起协商确定。只有将评估的范围界定清楚了，其后的评估工作才能得以顺利展开。

3　学科评估的组织与结果

3.1　组织

学科评估是科研资助机构为达到了解所资助学科的发展状况和科研管理机制中存在的问题以及确定学科今后的发展战略等目的而提出来的，因此学科评估的组织一般由科研资助机构主导。科研资助机构邀请一批该学科领域内的国内外知名专家，利用已有的数据积累，采用一定的方式、对若干年来在其资助下的某个学科所取得的研究产出和综合影响力进行评估，并进而对科研管理过程中存在的问题和该学科今后的发展战略提出政策性建议。学科评估的组织涉及到大量的人力物力，总体上包括三个阶段：1、基础准备阶段：主要任务是根据学科评估的目标确定评估方案和评估指标；2、数据（资料）收集阶段：根据已确定的评估方案和评估指标， 收集准确的相关资料，开展预定的评估活动；3、数据（资料）分析整理阶段：将收集到的数据和信息通过整理分析，形成整体的学科评估报告。

3.2　结果

学科评估工作结束后，评估小组要将结果整理成一份报告递交给科研资助机构，有关部门选取合适的内容向科学界和公众公开学科评估的内容。并及时收集评估对象、科学界和社会公众的反馈意见，根据评估小组所提的建议及时调整科研资助机构的政策和具体的管理工作，提高科学基金管理工作的效率。如澳大利亚研究理事会的学科评估报告分为公开文件和保密文件两个部分，公开文件中省略涉及个人或具体项目的陈述；保密文件则有相关的详细信息，只提供给ARC的少数相关人员。公开的评估报告也包括两部分内容，第一部分是评估专家组提供的可公开的评估报告，第二部分是ARC对评估报告的回应， 尤其是针对评估小组提出的政策建议予以逐项答复。因此，评估的过程既是ARC了解其资助绩效的过程， 也是改进其政策和管理工作的过程。英国BBSRC对学科的评估工作完成后整理成文向公众展示学科取得的成果，以及未来学科发展的重点方向和资助的优先领域。如BBSRC 在对可持续农业的评估完成后立即确定了该学科三个重点资助的优先领域：创新农业实践、新型玉米体系和环境管理生态学[9]。

4　学科评估方法

科技评估的方法主要分为三类：定性方法（同行评议）、半定量方法（回溯法或案例研究）和定量方法（文献计量方法和经济计量方法）[10]。其中同行评议使用最多，然后是非定量的案例研究，而纯定量方法相对使用较少。在实际的评估过程中还可以是以上几种方法的综合运用。通常对基础研究的评估经常用到同行评议，对一些大型的、有多种评估对象和目标的计划则往往要综合运用多种评估工具和手段。本文所论述的学科评估就需要运用多种评估方法，主要有以下几种：

第6篇：可持续农业论文范文

论文摘要 ：精确农业技术研究发展的驱动力是对农业耕作中发现的作物生长环境和实际收获产量分布的空间差异性的认识，其核心是GPS、GIS、RS等技术支持下的精确定位与变量作业。化肥是农业高产和增产的主要投入要素，化肥成本在农业总成本中占了较大的比重，而且化肥的投入量与利用率直接影响农业产出、农民收入和环境质量。变量施肥适应不同地区、不同作物、不同土壤和不同作物生长环境的需要进行全面平衡施肥，提高肥料利用率，具有明显的经济和环境效益。

我国的化肥投入存在结构不合理、肥料平均利用率低、肥料的增产效益没能充分发挥等问题。在变量施肥技术研究方面，我国基本是引进国外先进技术设备，进行消化、吸收的跟踪研究。因此，研究和开发自动变量施肥技术，对发展符合我国国情的变量施肥技术和实现农业可持续发展具有重要的理论意义和实用价值。

本文研究的是基于地图的自动变量施肥控制系统，可自动接收DGPS信号，获得施肥机位置和速度信息，根据施肥决策数据实现变量施肥控制。通过手动和自动两种控制模式，施肥量均可以实现80～500kg/ha范围之内的调整，电机转速范围为10～200rpm。系统具有结构简单、操作方便易学、施肥量变化范围大、控制性能比较稳定可靠、控制精度理想等特点。此外，本系统借鉴国内外研究经验，以自主开发为主，成本较低，而且可适用于不同型号的变量施肥机控制，适合我国国情，有利于促进变量施肥技术的实施及在中国的推广应用。

第一章 绪 论

1.1研究的目的和意义

传统农业的发展日益成熟，一味地依赖高能源投入提高单产的潜力越来越小。同时，现代农业生产方式所秉承的高资源投入、高能耗及其造成的环境危害，使人类体验到强烈的生存危机。人类必须合理地与大自然相处，充分发挥人类的智慧，寻找大自然自身的规律，利用高科技的手段服务于农业生产，走可持续农业的发展道路。高效低害的农业生产方式成为人类追寻的目标。

中国是一个农业大国，农业是国民经济的基础，农业和农村经济的发展状况直接影响到整个国民经济的持续发展和社会稳定。

中国人多地少，人均资源相对紧缺。同时，土地资源、水资源都面临着严峻的形势。由于人口仍在继续增长，人口与资源的矛盾将日益突出。中国农业发展普遍面临农产品生产成本高、品质差、化肥利用率低、环境污染严重、劳动效率低等问题。过去的半个世纪，中国的化肥投入和粮食单产已经达到了一个较高的水平，其进一步上升的空间有限。参考发达国家因农业工程技术所带来的劳动效率和粮食单产增长的经验，中国有必要加大农业工程技术装备的投入，以提高土地利用率、劳动生产率和农业产出率。

因此，我国农业发展的途径和方式，既要充分有效地利用资源，又要节约、保护和合理利用资源，大力发展中国式的可持续农业则可望有力地解决人口与资源这一矛盾。

精确农业（Precision Agriculture）作为可持续农业的有效发展模式，近年来成为国际上农业科学研究的热点领域。其含义是指利用遥感技术、地理信息系统、全球定位系统等信息技术，在定位采集地块信息的基础上，根据地块土壤肥力、作物病虫害、杂草、产量等在时间与空间上的差异，按农艺要求进行精确定位、变量耕种、变量施肥、变量灌水、变量用药等农业技术的调整和管理，最大限度地优化使用各项农业投入，以获得最高产量和最大经济效益。精确农业有利于提高农产品产量和品质，高效利用资源，同时保护农业生态环境，保护土地等农业自然资源，减少对环境的污染，代表着农业的发展方向。

由于化肥成本在农业投入中占有比较大的比重，而且化肥的投入量与利用率直接影响农业产出、农民收入和环境质量，因此，变量施肥技术是精确农业作业体系中重要的组成部分之一。

1.2变量施肥及其必要性

精确农业的核心是GPS、GIS、RS支持下的精确定位与变量作业。变量投入技术VRT(Variable Rate Technologies)如图1.1所示。

变量施肥，是指根据地块的不同要求，有针对性地撒施不同配方及不同量的混合肥。变量施肥的田间操作，主要由变量施肥机来完成，这种机器是一台装配有GPS系统和计算机的拖拉机。具体过程如下：田间各小区所需肥料的比率及单位面积施用量，都经过专家系统决策事先存入计算机；当拖拉机在田间行驶时通过GPS的准确定位获取机具当前位置信息；经计算机的提示控制撒播施肥量，然后将N、P、K等肥料按比例施入田里【6。8】。这样就防止了化肥的过量使用以及由此而产生的环境污染，提高了作物产量和品质，同时带动农业施肥技术及田管商业化的发展【9、10】。

化肥是农业高产和增产的主要投入要素，化肥成本在农业总成本中占了较大的比重。如1993~1994年，美国在阿华达州的两个农场开展了精确农业试验，利用GPS的变量施肥技术表明，产量结果比传统均衡施肥提高了30%【12】。明尼苏达大学在明尼苏达州汉斯卡农场实验研究表明：传统农业每公顷施肥为119.8kg，而变量施肥平均为82kg。扎卡比森甜菜农场采用变量施肥技术减少了氮肥用量，肥料投入每公顷平均减少15.52美元，收益平均每公顷增加358.32美元【9、11、12】。我国的化肥投入突出问题是结构不合理，肥料平均利用率较发达国家低10%以上，氮肥为30～35%，磷肥为10～20%，钾肥为35～50%，低于美国和日本的氮肥利用率（可达60～70%）。化肥投入尤其是磷肥的投入普遍偏高，造成养分投入比例失调【13、14】。而地域和养分不平衡有进一步减少了肥效。施肥量的多少和利用率高低直接决定着农业产量和农民收入。

传统的施肥方式是在一个地块内使用一个施肥量。而在同一地块内，土壤养分含量存在着差异，如果采用平均施肥，会造成在肥力低而其它生产性状好的区域施肥不足；而在肥力高但其它生产性状不好的区域则施肥过量，其结果必然造成肥料浪费、成本提高和环境污染。

变量施肥适应不同地区、不同作物、不同土壤和不同作物生长环境的需要进行全面平衡施肥，提高肥料利用率，具有明显的经济和环境效益，有望成为未来施肥的发展方向【15、16】。

1.3施肥主要支撑技术

（1） 全球定位系统（Global Positioning System，GPS）

精确农业中的定位信息采集与变量实施，需要应用GPS。已经建成投入运行的有美国GPS系统和俄罗斯的全球轨道导航卫星系统(GLONASS)。目前欧洲为了满足本地区导航定位的需求，计划开发针对GPS和GLONASS的广域星基增强系统（EGNOS），包括地面设施和空间卫星，以提高GPS和GLONASS系统的精度、完备性和可用性。同时，为了打破目前世界美、俄全球定位系统在这一领域的垄断，欧洲决定启伽利略计划，建立自主的民用全球卫星定位系统（GALILEO）。

应用于农业的GPS产品，如美国Trimble公司Ag132 12通道GPS接收机，可接收信标台的地区性差分校正信号免费服务或获得由近地卫星转发的广域差分收费校正信号服务，提供可靠的分米级定位和0.16km/h的速度测量精度。可用于农田面积和周边测量、引导田间变量信息定位采集、作物产量小区定位计量、变量作业农业机械实施定位处方施肥、播种、喷药、灌溉和提供农业机械田间导航信息等。

（2）地理信息系统 (Geographical Information System，GIS)

GIS是以采集、存储、管理、描述、分析地球表面及空间和地理分布有关的数据信息系统，即它是以计算机为工具，具有地理图形和空间定位功能的空间型数据管理系统，在技术上已经成熟【1]。它在精确农业技术体系中主要用于建立农田土地管理，土壤数据、自然条件、作物苗情、病虫草害发生发展趋势、作物产量的空间分布等的空间信息数据库和进行空间信息的地理统计处理、图形转换与表达等，为分析差异性和实施调控提供处方信息【2】。

（3）传感、监测系统及遥感（Romote Sensing，RS）

精确农业技术实际上是一种以信息为基础的农业管理系统。它利用传感器及监测技术可以方便、准确、完整地获得当时当地的必要数据，再根据各因素在控制作物生长中的作用规律或其相互关系，迅速作出恰当的管理决策，进而控制对作物的投入或调整作业操作。广义的说，遥感是在不接触的情况下，对目标物进行远距离感知的一种探测技术；侠义上说是指通过航空或航天遥感平台（飞机或卫星），利用传感器（如扫描仪、雷达等）获取目标物反射或辐射的电磁波信息，通过信息的传输和处理，实现目标物远距离探测研究的科学技术。

RS技术是未来精确农业物技术体系中获得田间数据的重要来源，它可以提供大量的田间时空变化信息。近30多年来，RS技术在大面积作物产量预测，农情宏观预报等方面作出了重要贡献。（4）计算机控制器(Computer Controller)及变量执行设备(Variable Application Equipment)

控制器接收DGPS中的位置信号，从GIS中的电子地图提取变量决策信息，接收实时传感器的信息，并将它们经过处理转换为控制信号，然后输出给变量执行设备，通过液动、气动或电动系统实现对作物的变量投入。控制器还可以接收执行设备传来的反馈信号，对作物投入量进行调整并存档备查。【2】

1.4变量施肥技术国内外研究现状 1.4.1国外研究现状

美国的精确农业在70年代起步，开始注意土壤和农作物条件的变化与改善管理的关系，八十年代初提出精确农业的概念和设想，已有精确农业概念的商业化应用，九十年代初进入生产实际应用。在美国，以土地平坦、经营规模大的中西部大平原地区发展最快。美国已经将土壤类型、土壤质地、土壤养分含量、历年施肥和产量情况等有关信息输入计算机，形成了资料齐全的土壤养分和肥料信息系统。那里的许多地区和农场，已将此类信息制成GIS土壤养分或肥料使用的GIS图层，形成了信息农业和精确农业的技术支持体系，并在此基础上发展形成了精确农业变量施肥技术。在田间任何一个操作单元上均可实现各种营养元素的全面平衡供应，肥料投入更为合理，使肥料利用率和施肥增产效益提高到较理想的水平。在这种管理水平下，氮肥当季利用率可达60％以上【24，25】。

此外，在英国、德国、荷兰、法国、加拿大、澳大利亚、巴西等国家都有开展精确农业研究和应用的报道。日本、韩国等国家近年来已加快开展精确农业的研究工作，并得到政府部门和相关企业的大力支持。

变量施肥技术作为精确农业技术的重要组成部分，经过近二十年的研究与开发，在欧美发达国家发展很快，已初具规模，其相关技术已日臻完善和商品化【26，27】。近年来，美国在播种、施肥、喷药、灌溉技术等方面已实现变量控制【6】。

目前变量施肥大多数是基于电子地图的自动变量施肥，其中根据GPS信号和施肥量信号向驱动模块发出控制指令的控制台是整个变量施肥系统的核心。欧洲的RDS公司、Hrdro Agri公司等，美洲的Agtron公司、Agleader公司、Micro－Trak公司、Mid－Tech公司、Trimble公司等已经有具有通用性的产品上市，其接口可以适应液肥、粒肥等多种作业机械的控制。

例如，1995年美国明尼苏达州、华盛顿州开发了商品性变量投入技术(VRT～Variable Rate Technology)应用设备【11，28】。Mid－Tech公司生产的新型控制器TASC6200具有较大的适应范围，可控制液体、颗粒状固体、液态氨、排种、化学农药注射系统等，具有很大的通用性。Rawson控制系统公司生产的ACCU-RATE变量控制器【29】是一种多功能的处理器，可以进行编程独立控制两种种子变量播种，或者在同一时间控制种子和化肥两个量。有两个RS-232口用来输入两种GIS决策信息，其处理器可以显示速度信息、面积计算、距离以及每亩种子数量和化肥的重量。该处理器有一个GPS工作模式和一个人工作业模式，在人工作业模式下，通过拨号来控制施肥量或播种量的变化。可以用于精确播种、条播、飞播任意类型的种子，也可以用于液态化肥或固态化肥的变量实施。另外，Ag Leader公司生产的PFA田间计算机【29】使精确农业播种和施肥的精确和简单达到一个更高的水平。它带内置GPS，可直接控制Rawson变量液压驱动系统，不需变量控制器中间环节。通过手动设置或自动读取处方图，控制播种、固体化肥或液态产品的施用。作业过程中可记录实际施肥量或播种量，同时利用导航光靶进行导航。

日本对氮肥变量实施进行了研究。由Hatsuta工业公司制造的稻田变量施肥机是基于地图的，可施用固体肥料、喷药等。系统由电子马达、容量为120L的肥箱、六个测连装置和十二只喷管组成，由地轮传感器测得机具前进速度，机载GPS测得位置信息，查询地图中相应的施肥量，从而控制排肥口的施肥量。实验表明变量施肥比传统均一施肥节肥12.8%，而且使水稻种植获得高产成为可能【30】。

俄罗斯全俄农机化研究所【31】自行研制了自动变量施肥机，并进行了田间试验。该机自动变量控制原理是：在排肥口装一个电磁铁和共振片，通过控制电磁频率，使共振片震动，达到开启和闭合的目的，从而自动控制施肥量变化。

德国AMAZONE公司【10，32】开发了一种主要用于麦类作物春季追肥的实时自动变量施肥机。在该机器的中央控制单元里，存储变量施肥处方图，同时通过拖拉机前部安装的基于机器视觉的作物长势传感器，监测作物冠层的叶绿素含量，判断作物的营养状态，计算出氮的追肥需要量对原来的处方图作出修正，然后通过液压马达控制变量施肥。

精确农业在美国等发达国家已经形成一种高新技术与农业生产相结合的产业，已被广泛承认是可持续发展农业的重要途径，并无疑是21世纪领先的农业生产技术。

1.4.2国内研究现状及存在问题

早在80年代，上海就开展过计算机指导下的测土施肥研究，并在生产上取得了良好的效果。现在正在已有工作的基础之上进一步研究应用适于上海地区的精确施肥系统。1996年5月在中国化工学会和中国植物营养与肥料学会联合召开的“提高肥料养分利用率学术研究会”上指出，我国化肥当季利用率低。由于化肥消费量的大部分是氮肥且易淋溶和挥发损失，所以，提高化肥利用率和肥效的重点是氮肥。与会专家预测，到2010年化肥利用率的目标是：氮肥当季利用率提高10个百分点，即由30%～35%，提高到40%～45%【33，34】。但是，测土推荐平衡施肥这一初级技术尚未真正落实，在土壤养分状况、养分管理和施肥技术等方面研究基础更是薄弱。现有的有限资料也分散，未能真正用于生产发挥作用，以至于农民在施肥上存在很大盲目性；氮、磷、钾肥施用比例不合理；中、微量元素缺乏；肥料利用率低，肥料的增产效益没能充分发挥。

美国液态复合肥使用率高，复合肥中大量元素供给量也明显高于我国。据研究报道，美国氮肥中液N使用量占23.6%，复合肥中供N和P的百分率分别为20.1%和93.4%。而中国目前液态N肥的生产和使用量非常少，P、K及其它液肥几乎没有；复合肥中提供N的百分率为7.2%(比美国低13%)，提供P的比例为40.4%(比美国低53%)。在液态复合肥应用上，我国落后美国20~30年【35】。因此，在普及应用颗粒复合肥的同时，逐步推广液态复合肥，研究和引进美国液肥生产和施用技术，对发展我国农业具有很大促进作用。

目前精确农业的技术思想已开始在我国传播和引起科技和产业界的重视。国家在863计划中已列入了精确农业的内容【11，36】，也有多家科研单位开展了变量施肥的研究工作。

河北农业大学人工智能研究中心研究了用于变量施肥的决策支持系统VRF－ISDSS【37】。系统包括农业区的基础地理信息、作物生产知识、作物生长养分需求的数学模型和分析方法，利用知识库的知识对决策方案进行调节和优化，能够进行精确农业变量施肥的智能决策与空间决策。

2000年，清华大学与北京市农业局合作，通过GPS田间管理系统对田间土地进行精确采样和精确施肥的研究【38】。国家农业信息化工程技术研究中心【39】追踪国际上精确农业的最新成果，进行技术与设备的引进、消化和吸收。他们依靠引进和自主研发相结合，研制的自动变量施肥机、农药喷洒机可实现动态变量投入，获得了国家专利。其自动变量控制也是基于地图的，由地轮雷达测速仪测得机具前进速度，机载GPS得到机具精确的位置信息，利用田间计算机(AgGPS170)读取处方图对应的施肥量，通过控制变量控制器驱动液压系统，从而实现控制施肥量的目的。

此外，农作物生长性状遥感监测、土壤养分和水分快速监测、作物生长模型、专家系统、决策支持系统、施肥、喷药、灌溉的智能化技术等研究已在中国农业大学、中国科学院、吉林大学、国家农业信息化工程技术研究中心、中国农业科学院、等单位展开【2，40，41】。

我国当今农业机械技术水平从总体上看落后发达国家不止20年【20、66】，在变量施肥技术研究方面，基本是引进国外先进技术设备，进行消化、吸收的跟踪研究。需要在变量施肥技术及相关技术方面，如采样技术、采样导航技术、土壤速测技术、施肥决策技术和产量记录技术等领域推动高新技术的应用研究与实践，开发适于我国国情先进的变量施肥技术，使之成为一个有机的技术体系。精确农业的示范试验研究有可能成为农业机械装备领域应用信息高新技术实现技术创新的切入点。研究和开发自动变量施肥技术，具有重要的社会意义，而自动变量施肥控制系统作为关键环节之一，为自动变量施肥的实现提供了技术支持。

1.5本文技术路线及研究内容

SHAPE \* MERGEFORMAT 自动变量施肥技术分为基于传感器和基于地图两种。在基于传感器的方式中，通过传感器实时得到田间土壤养分、水分、种子等方面的数据后，实时自动控制变量投入；在基于地图的工作方式中，数据被收集和存储后，经过分析处理做出变量决策，然后进行控制变量投入操作。目前大多数变量施肥是基于地图的，但是随着实时传感器技术的日益成熟，基于传感器的变量施肥控制系统将得到越来越广泛的应用。

本文自动变量施肥控制系统是基于地图的，整个控制系统分为手动和全自动两种工作模式。控制系统技术路线如图1.2所示。

SHAPE \* MERGEFORMAT

首先通过施肥机排肥标定确定标定参数，写入控制程序中。在自动模式下，系统通过RS232串口将DGPS信号读入单片机，提取机具前进速度v和经、纬度位置数据，通过网格识别程序计算出当前机具所在的地块网格名称，然后查询对应于该地块的决策施肥量Q，并显示当前位置和施肥量。手动模式下，通过键盘输入各个网格的施肥量，并读取地轮接近开关传感器的脉冲信号得到机具前进的速度值。最后，通过施肥公式计算所需的步进电机转速n，将该转速转化为变频脉冲驱动步进电机转动，经过变速控制排肥轴从而实现变量施肥。

转贴于

基于控制系统的技术路线，需要研究的主要内容如下：

(1)

在分析影响施肥的各种因素和施肥控制原理的基础上，确定变量施肥控制系统实施方案；

(2)

分析控制系统的输入和输出条件，设计采用单片机为核心的控制系统作为自动变量施肥执行机构的控制器；

(3)

编写单片机控制程序，实现对DGPS位置和速度信息的提取及对地轮传感器脉冲值的提取，并要求能够正确识别地块网格和查询对应施肥量；

(

4)

确定施肥控制曲线和实际排肥量、排肥轴的转速及施肥机具前进速度三者的关系，建立自动变量施肥的控制模型。

第二章自动变量施肥控制系统设计

2.1系统要求

2.1.1系统输入输出信号

自动变量施肥机所要达到的目的是在不同地块网格达到按需施肥，控制系统的任务就是根据输入信号计算得到步进电机工作所需的控制脉冲，然后输出。

输入信号有：DGPS经纬度位置信号和速度信号、接近开关传感器或角度－数字编码器得到的地轮转速脉冲信号、键盘输入施肥量、存储施肥决策数据的IC卡接口。

输出信号有：控制步进电机转速的变频脉冲信号、显示施肥网格编号和施肥量/速度值、显示DGPS信号正常接收的指示信号等。

2.1.2系统通信

控制系统实际变量施肥作业时需要接收DGPS信号。在施肥网格识别模拟中则需要接收由计算机串行口输出的模拟DGPS数据。同时作为精确农业变量的实施执行机构，要求控制系统能与计算机进行通信，可以直接提取GIS作出的决策数据，用于变量控制的实施。

2.2系统设计

2.2.1影响排肥量的主要因素

（1）肥料自身的物理特性

颗粒状肥料自身的物理特性主要包括松散性、架空性、成块性和流动性等，松散性好、不易架空、不易成块、流动性好的肥料，利于实现顺利排肥。

（2）排肥器类型和工作参数影响【3】

排肥器类型有圆盘式、搅龙式、槽轮式等，本文自动变量施肥机采用普通的外槽轮式排肥器。此种排肥器每转的排肥量为：

（2－1）

式中：q1、q2－排肥器每转强制层和带动层的排肥量（g）；

d－外槽轮的直径（cm）；

L－外槽轮工作长度（cm）；

γ－肥料容重（g/cm3）；

n－排肥轴转速（rpm）；

α(n)－肥料对凹槽的充满系数，与转速有关；

f－每个凹槽的端面积（cm2）；

t－槽的节距(cm)；

cn(n)－带动层的特性系数或计算厚度(cm)，与转速有关。

则排肥器每分钟的排肥量为：

（2－2）

对于固定的排肥器来说，影响排肥量的参数是排肥器的轴向长度L和排肥轴的转速n，二者均与排肥量成正比。

（3）机具前进速度的影响

计算出施肥机每公顷施肥量为：

（2－3）

式中：q－排肥器每分钟的排肥量（g/min）；

B－施肥机行距（m）；

v－机具前进速度（km/h）。

可以看出，机具前进速度v与施肥量成反比。

2.2.2施肥原理

（1）施肥控制公式

当排肥轴转速一定时，机具前进速度增加，单位面积施肥量减少。如果考虑到机具前进速度的影响，则不同地块网格施肥量为：

（2－4）

其中q(n)表示排肥器排肥量，是排肥轴转速n的函数。如果对排肥器排肥量和排肥轴转速的关系进行标定，则有标定拟合方程：

（2－5）

其中，k－标定直线斜率；b－标定直线截距。

把标定拟合方程代入施肥量公式（2－4）中，得到步进电机转速控制公式：

（2－6）

其中，i－排肥轴与电机传动比。

本文中，六行自动变量施肥机的步进电机需要通过链条与排肥轴连接，而两行自动变量施肥机的步进电机通过连轴器直接与排肥轴连接，所以传动比i针对不同情况可以选用不同值。

对于确定的施肥机和肥料，参数B、b、k、i是确定值，可以作为常量写入单片机或存储在IC卡中。对于不同的施肥机或肥料，只需要改变这些参数，而不必改变程序，从而使软件具有通用性。对于一定的施肥量Q来说，电机转速n随不同机具前进速度v而改变，可以通过控制电机转速n达到适应不同机具前进速度v下的变量施肥要求。

（2）网格识别计算

在自动变量施肥中，根据各网格土壤养分分布情况，要求同一地块中的不同网格有不同的理论施肥量。为此需要接收DGPS信号，从中实时提取施肥机当前位置的经、纬度和速度信息，判断施肥机所处的地块网格，才能针对该网格的施肥要求进行变量施肥。

网格识别计算公式如下【4】：

其中：

式中：X0、Y0－地块基点经纬度坐标值（0）；

X、Y－当前位置经、纬度坐标值（0）；

M－网格经度方向数字编号（列）；

N－网格纬度方向数字编号（行）；

α－地块纵向边与高度线偏角（0）；

β－地块横向边与经度线夹角（0）；

mA－网格宽度(m)；

mB－网格高度(m)；

Rlat－1米对应的纬度值（0）；

Rlon－1米对应的经度值（0）；

Lint－表示向左取整函数。

对于不同的实验地块，α、β、mA、mB、Rlat、Rlon定义为网格参数，表示网格大小、形状等。公式中对应同一地块的所有网格参数都是常量。

地块参数是对农田位置、形状和施肥网格的说明，是自动变量施肥机实现地块网格识别的必要参数。在网格识别公式中，把p、q、s、t定义为地块参数，为方便编程，可以事先算出它们的值，然后与基点经、纬度值X0、Y0一起作为网格识别公式的常量。

施肥参数由变量施肥决策系统软件生成，是与施肥网格名一一对应的理论施肥量，也是控制自动变量施肥机实现变量施肥的必要参数。地块参数和施肥参数可以作为常量写入单片机或存储在IC卡中，对不同的地块改变这些参数即可。

施肥过程中，控制系统接收到DGPS信号，进行网格识别，判断出机具所处的网格名称，查询对应的决策施肥量。同时把速度信号v和施肥量Q代入施肥控制公式（2－6）中，计算出当前所需电机转速，以单路脉冲的形式输出，从而实时控制排肥轴转动。

2.2.3控制方案

由于自动变量施肥技术的初期设备投入比较高，而且对使用人员素质也有比较高的要求，需要进行技术培训。目前我国大多数地区实行家庭承包的土地经营方式，农民没有能力单独购买GPS等设备，所以针对我国农村现有的生产条件提出采取手动和自动两种控制方案。手动控制方式比较简单，在没有GPS设备的情况下，可以根据地块的施肥决策情况或农民自主施肥决策进行手动变量控制。同时充分考虑到农业机械所需的可靠性，在田间出现丢失GPS信号或电子系统发生故障的情况下，可以通过手动控制方式，及时完成作业季节的变量施肥作业。

第7篇：可持续农业论文范文

关键词:农业技术;综述;技术采用;农户行为

中图分类号:F323.3文献标识码:A文章编号:1003-4161(2010)01-0080-06

加速农业科技成果转化是提高农业生产力水平、推动农业产业发展的基础,而技术的供需吻合则是实现技术转化的必要条件。但是,长期以来,研究者普遍持有“技术应该由专家研究出来,并由推广机构不加改变的转移给农民,农民只能被动接受”的观点,所以将主要精力都投入到了自上而下的技术供给领域,而忽视了对技术需求的研究。事实证明,由于对农户技术需求以及采用行为和过程缺乏解,很多技术创新在推广之后,不能适应农民的实际生产需要,导致被放弃或者束之高阁。为此,学者们开始反思传统的线性研究思路,并迅速提高了对以需求为中心的技术采用的关注,希望通过自下而上的研究,切实满足农民对技术的需要,提高农业创新的转化能力。对国内外农业技术采用的相关研究进行必要的梳理和总结,是实现深化理论和方法的前提与基础。

一、国外农业技术采用研究

(一)关于农民的假设:三种观点

对农民的假设,学术界存在三种观点,分别为非理性观点、理性观点和有限理性观点。这些假设构成了农民技术采用研究的前提。持有非理性观点的学者(A•恰亚诺夫、斯科特、刘易斯)认为农民的决策行为不是基于理性,而是受其他因素的影响,如家庭消费、风险、道德标准等,这往往会导致农民即使在劳动力的边际报酬低于市场工资时,仍会继续在其经营的项目上投入劳动力,并导致 “隐形失业”现象的存在 [1]。理性观点的代表人物是美国经济学家舒尔茨,他的“理性小农”理论认为传统农业中的农民并不愚昧,对待市场信号会做出积极而迅速的反应,对任何可能获利的机会都会精打细算,农民与企业主一样都是最大利润的追求者,所以应该从纯经济角度考虑农民的决策行为[2]。针对上述两种相悖的理论,也有学者提出了折中的“有限理性”观点。黄宗智(1985)就指出中国的农民长期以来都是理性和非理的混合体[3]。农民在经营规模较小时表现出“消费均衡”的偏好,经营规模较大时则成为最高利润的追求者。而中国的农民在受到“家庭劳动结构”②的限制和“市场经济”的冲击之下,形成以家庭为主导的生产结构,介于两种偏好之间,所以他们的理性是有限的。弗兰克•艾利斯则将农民的有限理性归结于农民自身的属性和所受外部环境的影响,只有当市场运行的大部分条件――信息、投入、产出和消费品的多样化得到满足,农民才会表现出理性的一面,否则就是非理者[4]。从现有研究来看,“理性小农”理论是运用最为广泛的观点,特别是在计量分析中多数以此作为构建模型的基础,而针对于农民的非理和有限理,则主要是通过引入各种约束条件来进行解释。

(二)农业技术采用的研究脉络

农业技术采用的研究起源于20世纪初期,在经历了近一个世纪的发展后,逐渐从一个边缘和分散的研究领域发展成为具有完善理论和方法的独立系统,并受到了越来越多的关注。通过对相关研究的梳理,可以将这一研究进程分为四个阶段:

1.20世纪前半期:多学科分散研究

20世纪前半期,是农业技术采用研究的开端,所涉及的学科众多,而且各自都有独特的研究方法,但是多数成果是作为农业技术扩散研究的一部分而存在的。

最早的研究开始于人类学领域,主要以技术采用过程中的社会文化差异分析为主,包括威斯勒(1923)对西班牙开拓者向美国印第安部落引进马以及印第安人向欧洲殖民者传播玉米种植的研究。人类学最大的贡献是关于技术采用行为的参与式研究方法,即通过与被调查者共同生活、分享经历来获得研究的依据,这构筑了农户行为调查方法的基础。在人类学之后,农业社会学、经济学、地理学等更多学科都在农业技术采用领域开展了研究。其中农业社会学家瑞安和罗格斯 (1943)对衣阿华州杂交玉米的扩散研究是这一阶段的里程碑,他们的研究涉及技术采用者分类、农民决策过程,信息来源和渠道,以及人际网络对农户行为的作用等众多方面,是当时关于农业技术采用研究最全面和系统的论述。他们对杂交玉米研究进行的一次性调查访问法成为一种典型的模式,直到今天仍然使用。早期的经济学研究一般会追踪一项农业技术在某一区域内的采用轨迹。比如,格里列希斯(1957)考察了不同信息传递机制下农业技术采用率的时间规律,并提出了著名的传染模型,成为解释技术扩散S-曲线的主要方法。这一规律后由曼斯费尔德(1961)、斯通曼(1981)等人发展而趋于成熟,并在阿根廷杂交玉米、马来西亚高产水稻品种及乌拉圭新草品种的研究中得到印证。地理学传统的独特性在于它强调空间是影响农业技术采用的主要因素。哈格斯特朗(1952)是这一领域的先驱。他通过对无线电接收器在瑞典南部乡村的扩散研究,提出了著名“四阶段”模型,揭示了技术采用的空间变化规律。在创新扩散过程的开始阶段,采纳率在创新中心和远离中心的区域形成强烈的反差;随后在创新的扩散阶段,随着新的次中心的建立,形成更加强烈的极化效应;在扩散的缓和阶段,距离因素所带来的技术采用速度差异逐渐趋同;到最终的饱和阶段,技术的采纳趋于缓慢并逐渐地向当前条件存在的最大扩散范围逼近。哈格斯特朗把“极化效应、中心效应以及邻近效应”作为形成技术采用率空间分布规律的内在机制。

2.20世纪60年代:研究体系趋同和领域拓展

20世纪60年代以后,农业技术采用研究得到快速发展,学科间的界限逐渐消失,统一的研究范式也趋于形成。这一阶段研究者不但提出了许多新的观念和思想,并对已有研究进行了深化和细化。比如创新精神和观念领导者概念的提出(保罗.J道彻尔曼,1962;约翰尼斯范.埃斯1964)以及对不同系统间,不同技术采用速度差异的分析等(约瑟夫.基林,1966)。更为重要的是,从20世纪60年代中期以后,发达国家对农业技术采用研究逐渐向发展中国家转移,并把经济不发达农区作为研究的重点。欧美国家的研究机构和农业推广组织开始把大量的成果向拉丁美洲、非洲和亚洲国家推广。比如,在美国国际发展机构和其他私人基金的资助下,美国的公立大学建立了海外校园。在那里,美国教学人员教书,进行农业研究,并向农业技术推广组织提供建议 [5]。

在发达国家将研究目光转向发展中国家的同时,发展中国家本土对于农业技术采用的研究也有了长足的进步。这一时期发展中国家的研究成果大约占总数的30%。特别是在发展中国家和发达国家的比较研究方面获得了显著成绩。比如孟加拉的赛德.A.拉黑姆,哥伦比亚的保罗.J.道彻尔曼(1962)证实了在设施环境和文化环境存在较大差异的情况下,第三世界国家农民在技术采用方面与美欧国家具有的大致相同模式。

3.20世纪70年代:研究者的自我批评与反思

20世纪60年代晚期和70年代早期,学者们开始以批判的眼光评价自己的研究,探讨和反思已有研究存在的缺陷,并试图从根本上对农业技术采用领域进行革新。其中,影响最为广泛的就是对研究视角的反思,大多数研究者都承认长期以来忽视对技术需求者行为的关注,这种视角的偏差在研究过程中导致了很多的问题。唐斯和摩尔(1976)指出了过度偏见的存在,即认为所有的创新都应该被采用,而且传播的越快越好。但事实并非如此,由于采用者认知过程的复杂性,并非所有的创新都具有适用性和吸引力,很多被拒绝或被终止的技术也应该受到重视。卡普兰和纳尔逊(1973)提出了个体职责问题,就是在传统研究中过多地倾向于由个体对问题负责,而不是由个体构成的系统对问题负责,这导致了农民成为技术采用失败的众矢之的。对于忽视技术采用的预期后果和非预期后果的研究也受到了质疑,这包括采用一项创新所能够带来的社会利益分配问题,如阶层平等性问题、妇女问题、贫困影响问题等。同时随着环境问题在全球范围内的争论,使用杀虫剂和其他农用化学制品导致的环境污染对农民和消费者健康的影响等与生态保护有关的技术采用研究也受到广泛的关注 [5][6]。

4.20世纪80年代以后:不断开拓新的研究方向

20世纪80年代之后,农业技术采用研究在自我批判和反省之下不断开拓新领域,在方法和理论上也突破了传统的樊篱。

(1)农户主体理论得到普遍认可。20世纪80年代中期小农发展与技术创新学派诞生,并迅速成为发展中国家的重要理论体系之一。该理论提出从认识上、方法上以及途径上发展以贫困小农为中心的农业技术创新思想,建立外部人员和农民的互动关系。通过营造合作式的学习氛围,充分发挥农民的创造性,培育农民的试验能力和技术管理能力。(Chambers et al.,1991;Haverkort,1991)[7]。与此同时,农民评估与农民试验的方法受到提倡;“农事系统研究方法(FSR)”、“农民参与式技术开发(FPTD)”、“农民参与式研究(FPR)”等更加前沿的领域也受到了研究者的关注。

(2)农业环境保护技术采用研究受到重视。由于环境技术具有较强的公共属性,学者们对传统的技术采用研究方法能否被运用在环境技术分析中进行了大量的探讨,并从公共产品理论、社会心理特征和经济自愿性等方面进行论证。比如:Vanclay and Lawrence (1994)指出环境技术的公益性、高成本和外部性与农民的经济理性相悖,只有通过改变影响采用行为动机的传统观念,才能真正提高农业公益性技术的认可度

[8]。

(3)农业技术采用可持续性问题的提出。实现投入产出最优化的同时降低对资源的消耗,是农业可持续技术的目标。Dale Mackrell(2009)认为,通过适当的资源整合和科学管理,可以使发展中国家的传统农业转变为可持续发展农业[9]。但是,由于劳动机会、生产净收益、附带成本和技术风险等因素的影响,长期的可持续发展对于仅注重于短期自给自足的小农来说并不是最优选择(Eswaran et al,1993;Olaizola, 2008)[10][11]。因此如何改变农民偏好、提高可持续性技术的适用性是一个有待解决的问题。

(4)农业技术采用研究的新方法不断涌现。为了摆脱农业技术采用研究局限于特征分析、比率分析和影响因素分析的传统范畴,很多学者都在积极探索新的研究方法,并将目光慢慢转向动态分析、不确定性分析、博弈分析等研究领域。比如Leggesse David (2004)利用期限分析方法研究了随时间改变的变量和随时间不变变量对埃塞俄比亚农民技术采用率的规律[12]。Carey(2002)利用随机动态模型,考虑了未来干旱程度的随机性和经济激励因素的不确定性对于节水灌溉技术采用的影响,发现只有当预期的交易收益大于交易成本,农户才有采用技术的积极性[13]。

(5)新型技术推广模式的研究越来越多。针对传统农技推广部门被盈利性公司或以项目为依托的推广组织所取代的现状。学者们在研究传统模式的弊端之余,指出必须开拓新型的技术推广模式(Guerin and Guerin,1994)[14]。因此,在以农户需求为中心的理论指导下,对于以信息反馈、农户参与、组织采用等“环形”推广模式的实践和研究越来越多。比如:Miller(2008)探索了以大学为依托的技术推广模式的适用性[15]; Marshall(2009)则考察了基层社区组织项目(NRM)的技术采用效果[16]。

二、国内农业技术采用研究

(一)国内农业技术采用研究演进

我国农业技术采用研究按照时间的先后顺序和政策背景的演化,大致可以分为4个阶段。

改革开放以前(1949―1978),我国广大的农民经历了由以家庭为基本单元的小农生产方式向以生产队为单元的集体生产方式的转变。农业技术的采用也由个人行为变成了集体行为。由于制度上截断了农民通过发展农业生产而获得更多收益的可能,因此他们对于技术的需要完全依附于国家的供给,积极性较低。但是集体体制在获取信息、投入、信贷等方面具有规模效应,从客观上又有助于提高农业技术采用的效率

[17]。从研究领域来看,当时国家的科技目标是提高粮食的单产和总产,因此研究人员将主要精力投入到了农业技术创新和引进前苏联等国外的经验之上,成果相当显著,而关于农业技术采用的研究主要以集体制度下的地方性农业试验介绍和劳模经验总结为主。后来由于“”的影响,我国的科研体系受到前所未有的破坏,科学活动被泛政治化 [18],但是在农业生产的现实需求和以粮为纲的政策推动下,对于良种研发和推广的步伐并没有停止,比如小麦品种碧蚂系列、小偃6号都是当时的成果,其中碧蚂1号推广9千余万亩,创我国小麦品种种植面积最大纪录。由于很多科研人员插队落户在农村,他们积极扶植群众科技试验活动,运用示范、宣传媒介等方式进行了新品种引进和新耕作方法的推广。农业技术采用研究的内容也随之集中在“学大寨”、“样板田”等以群众性试验为中心的基层技术示范和采用之中,农业技术优选法就是当时提出的 [19][20]。

20世纪80年代,农村集体经济解体和的广泛推行,使农民再次以独立经营者的身份出现,个体的技术需求首次通过市场行为体现出来,需求的种类也随之不断地多样化。与之相对应的是农业技术供给体系则形成了以恢复五级农技推广组织体制③和农业技术市场化改革并行的局面,以此来最大限度地满足农民的技术满足。这一阶段关于农业技术采用的研究数量增长较快,宏观视角的成果居多,比如农业技术选择的地区适用性研究,农业生产技术区划的国际比较(美国、日本、匈牙利等)、农业技术运用的经济后果和贡献率研究等 [21]。而从微观视角出发的农户行为研究则主要集中在农户生产、投资和消费领域,技术采用行为方面却少有涉及。

20世纪90年代,伴随市场经济的成熟,农民的地位也发生了根本的变化,由简单的生产者变为融生产者、经营者、管理者为一体的经济决策主体;同时,农户对技术需求的多样化和多层次性特点也逐步加强。但与此同时,以行政驱动为主的技术推广体系所固有的高交易成本和低反应速率弊端日益显现,技术供给主体与农户之间出现“脱节”的现象,这最终导致了我国农业技术的有效供给和需求不足的双重矛盾

[22]。在这种背景下,以需求为中心的农户技术采用行为研究开始受到学界的重视。相关研究的内容大体涉及以下几个方面:

一是农户技术采用特征的研究,即从需求角度分析农户技术采用过程所呈现的特点,包括行为和心理特征两个方面。比如查世煜(1994)将农户技术采用的行为特点归纳为创新型、求稳型、从众型和守旧型四种类型[23]。杨大春(1990) 将阻碍农户接受新技术的原因归结为经验型排他心理、短视型实惠心理、谨慎型从众心理、盲目型过急心理和迟钝型麻木心理[24]。二是农户技术采用动机和诱因的研究,该领域可以分为效用分析和风险分析两类,前者认为农户采用新技术的决策取决于采用行为带来的效用大小,当采用新技术的预期收益大于新技术的边际风险或者当农户对新技术的预期净收益大于现有技术的净收益时农户就会采用新技术 [25]。后者认为在受到信息约束的条件下,农户在风险和利润之间进行谨慎权衡的结果往往是收入稳定,因此风险最小化是农户选择技术的动机[26]。针对农户技术采用诱因的分析,研究者主要是在不同约束条件下,探讨速水―拉坦假说④在我国的适用性问题,比如林毅夫(1991)证明了只要技术投入市场是有效的,速水―拉坦假说同样适用于一个不存在初级要素市场的经济系统。三是农户技术需求意愿的研究。研究者主要通过农户技术需求的排序,来明确技术创新的目标和推广的合理方式。比如,凌远云(1997)验证了农户技术需求的地域性偏好 [22]。黄季(1999)对技术供给主体(政府、科研人员、推广人员)与农户对于技术的需求认知进行了比较 [27]。四是农户技术采用影响因素的研究。从宏观层面可以分为驱动因素和阻碍因素两种力量[28]。从微观层面则可以分为农户特征因素、经济因素和环境因素三个方面。农户特征因素包括农户的年龄、性别、受教育程度、耕地禀赋、劳动力资源等。农户的经济因素包括家庭收入水平、经营规模和结构、兼业情况等。环境因素则主要指制度、信息、区位等外生因素。该研究的方法主要是通过实地调研,构建二元选择模型来分析各种因素对农户决策的影响方向和程度。

2000年至今是农民生计改善最快的阶段,也是农民对技术需求最高的阶段,这不仅体现为对实现经济收益技术需求的空前提高,还表现为对关乎农村生产、生活的公益性技术和新型技术供给模式要求的提高。与此对应,国家的农业科技政策目标也将单一追求粮食安全的政策内容转变为促进多元化生产、缓解贫困和保护环境等内容,并提出建立多元化农业科技推体系的目标(农业科技发展纲要2001一2010年)。这一阶段对于农业技术采用的研究在前期成果的基础上不断的深化。比如:将机会成本、采纳风险、预期和信息等因素引入到农户技术采用模型之中 [29][30]。通过对农户技术支付意愿的研究,讨论市场规律化解技术供需矛盾的可行性 [31]。对技术主体间利益关联所产生的相互影响进行分析 [32]。除此之外,还有很多学者在借鉴国外研究前沿的基础上,结合中国实际,尝试开拓新的研究领域。比如,何德华(2009)在电子商务接受模型的基础上,对我国农民接受移动信息服务的行为进行了研究 [33]。张岳君(2006)对技术采用行为的不确定性约束和流动性约束进行了理论探讨,提出建立农业技术保险的设想[34]。王绪龙(2008)和邢美华(2009)研究了我国可持续农业技术推广和采用所存在的问题 [35][36]。李伊梅(2007)对农村社会网络与农户技术采用关系进行了分析 [37]。曹建民(2005)设计了一个针对水稻氮肥适地管理(简称SSNM)技术的农民参与式试验,并对农户的“技术互动”意愿进行了研究 [38]。

(二)国内农业技术采用研究方法

1.定性研究方法

定性方法可以分为两个大类,一类以心理学方法和案例分析法为主,研究者通过选择典型地区,与被研究主体进行实地访谈和参与式的生活,了解农民对某种新技术的看法,并由此总结归纳出内在的心理和行为规律。例如:李伊梅 (2007)运用发展研究方法,选择湖南省高水村的30个农户进行了社区网络中技术采用行为的案例研究[37]。另一类是通过构建以效用最大化为目标的农户技术选择模型,从理论上对影响农户采用行为的因素做出定性结论的方法 [39]。比如,黄季(1994)在生产函数中加入技术决策转换变量构造了一个受技术采用预期影响的投入产出模型 [27]。也有学者将此模型进行改进,比如引入信息变量、风险变量、机会成本、政策变量等,来分析在特定约束条件下农户的技术采用过程 [26][40]。此类模型不考虑时序因素,属于静态模型的范畴。但是技术的采用和扩散往往是动态过程,所以还需要对模型进动态化转换,普遍的做法是在函数中引入经验变量,假设由自己或观察他人所积累的经验能够提高生产函数的产出水平并改变价格的预期水平,由上一期的决策影响下一期的决策,形成技术采用的周期波动。林毅夫构建的技术采用有价证券模型就是一个动态模型[17]。对于多主体技术采用决策分析,现有研究主要运用博弈的方法。方伟(2005)在探讨农户技术跟风行为时,运用贝特兰德函数解释技术后采用者的成本收益,并通过古诺双寡头垄断模型分析不同主体间的决策均衡[41]。韩青(2005)则运用“囚徒困境”理论分析了激励机制在农户节水灌溉技术选择中所起的作用[42]。2.定量研究方法

定量研究的方法可以分为宏观和微观两个层面。宏观方法是利用年鉴数据对技术采用的时间和空间规律进行分析的方法,主要包括技术采用率和技术效率的研究。技术采用率是指某项技术在一定区域内的采用比例,它可以反映农户对待技术的态度和采用技术的过程规律。比如,王崇桃(2006)以县域数据为基础建立回归模型,证明了我国地膜玉米技术的采用率呈“S”型曲线分布的规律,并测算了采用率的峰值和时间跨度[43]。技术效率分析是指从投入产出角度衡量生产单元能够在多大程度上运用技术达到最大产出的能力。技术效率分析可以分为参数法和非参数法两种。参数法通过估计前沿生产函数中的未知参数,求解实际产出与潜在产出的比值。比如,曹慧(2006)和李谷成(2007)分别运用该方法对江西省和湖北省农户家庭生产的技术效率进行了测算。非参数法是参数法的一种改进模型,最典型的是包络分析法,该方法所给出的前沿生产函数具有投入和产出结构的最佳性[44][45]。涂俊(2006)采用DEA-Tobit两步法对我国30个省、市、自治区农业创新系统效率进行了比较,分析了创新效率的影响因素[46]。

微观方法是利用调研数据,建立模型找出影响农户技术采用的因素及影响强度的一类方法。运用最广泛的是二元选择模型,即probit、logit模型以及tobit模型,这类方法可以有效地分析影响技术采用与否以及采用比例的因素。但也有学者尝试采用其他的方法研究农户的行为,如邢美华(2009)用多元选择模型中的排序选择模型对变量进行回归分析,来判断特征因素对技术采用的影响[36],何德华(2009)运用心理学方法――Davis技术接受模型(TAM)和结构方程模型分析了农户技术需求的心理感知特征[33],方兰(2006)采用GAMS方法建立了一个空间水资源模型,通过对模型的优化寻求项目区最优的水资源配置、管理和个体农户对灌溉技术的选择[47]。

三、国内外研究的比较和结论

纵观国内外农业技术采用的研究,可以看出,国外的研究在经历了近一个世纪的发展过程后,已经形成了较为完善的体系,在方法和理论上都已趋于成熟。从研究的趋势来看大体呈现如下特征,即从宏观研究向微观研究转向;从静态研究向动态研究转向;从传统技术研究向可持续技术研究转向;从过程研究向结果研究转向;从个体研究向组织和系统研究转向。这些转变体现了在信息化、全球化、可持续发展的时代背景下,研究者对于农业技术采用领域新的共识,也是农户技术需求的新反馈,为未来农业技术创新、推广、采用的研究指明了方向。

我国关于农业技术采用的研究起步相对较晚。虽然已经取得了显著的成果,但在许多方面还落后于国际同行。从研究视角上看,国内研究多数仍停留在对个体农民行为的静态分析上,针对不同主体间的互动行为,以及农户在组织和集体中技术采用行为的研究比较鲜见;更缺乏对农民进行长期的跟踪研究和连续时间演变视角下的行为研究。从研究内容上来看,国内的研究过于集中在个别方面,如农民技术采用行为的影响因素分析,重复率较高,没有形成系统的理论框架;对国外理论和方法的推介较多,原创性的研究较少;特别是具有实用性、操作性的研究成果还比较缺乏。从研究的方法上来看,国内的学者多数还停留在利用简单的统计方法、线性方法、Logit和Probit模型上, 而国外的研究已经开始运用期限分析、SPM模型、实物期权投资模型、博弈模型等更为复杂的分析方法。对于调查对象和方法的选择,国外学者偏向于通过案例和试验的模式来考察一项技术从推广设计到采用行为,再到技术影响后果的整个过程研究;而国内的方法还主要以一次性调研所形成的事后分析为主,案例式的过程研究才刚刚起步。

综上所述,农业技术采用研究从20世纪初诞生以来,在经历了多学科分散研究、体系趋同、领域拓展,研究者反思与自我批评之后逐渐形成了完善的体系。并在近十几年内出现了研究转向的趋势。相对国外而言,国内研究起步较晚,但发展速度快。在农村集体经济时代,温饱是头等大事,因此良种的试验和引进是放在第一位的,而关于技术采用的研究则是以生产队为基本单位,以集体经验和群众性农业试验研究为重点。改革开放以后,农民成为独立的决策主体,对技术需求出现多层次,多样化的特点,而关于农户个人技术采用行为的研究也逐步受到重视。研究者在借鉴国外经验,结合具体国情的基础上,进行了诸多领域的探索,在农户特征、动机、意愿以及行为影响因素等方面获得了丰硕的研究成果。但就目前而言,国内研究与国际水平间在研究视角、研究内容和研究方法三个方面还存在一定的差距。这些差距还有待在进一步的研究探索中缩小。

基金项目:国家自然科学基金项目“农业科技园区技术创新的空间扩散及其地理模式研究”资助项目(40871068)。

注 释:

① 罗杰斯将这一过程命名为“创新―决策”过程,是指生产者根据自己所掌握的各种知识和信息对生产中可供应用的所有技术作出的选择和决定的过程,包括认知阶段、说服阶段、决策阶段、实施阶段和确认阶段。现有文献较多用“adoption”一词,翻译为技术采用。

②黄宗智认为在土地资源稀缺的条件下,中国农村的人口增长和分家制度使大规模农场难以形成。

③五级农技推广组织体制是指以乡镇农技站为纽带的国家、省、地、县、乡五级农技推广组织体制。

④速水、拉坦假设认为农户所拥有或可获得要素的稀缺程度是其选择和采用新技术的动力。比如:在劳动稀缺、土地充裕的经济中,农民寻求的是能够在节约劳动力的新技术;在劳动充裕、土地稀缺的经济中,农民试图通过采用新技术以提高土地生产率。

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[作者简介]满明俊 (1983―), 男,辽宁大连人,博士研究生,研究方向:区域经济、人文地理 。