引用格式:冯晓龙,许雪珍.农业科技创新赋能食物系统转型:机理、挑战与对策[J].南京工业大学学报(社会科学版),2025,24(6):168-179.
农业科技创新赋能食物系统转型:机理、挑战与对策
冯晓龙1,2,许雪珍1
(1. 中国农业大学 经济管理学院,北京 100083;
2. 中国农业大学 全球食物经济与政策研究院,北京 100083)
[摘 要]食物系统是保障全球粮食与营养安全的重要基础。面对多重挑战叠加的复杂形势,推动食物系统转型已成为全球亟待解决的重大议题,而农业科技创新是推动食物系统转型的关键驱动力。本文在界定食物系统内涵并明晰其转型目标的基础上,系统阐述了农业科技创新促进食物系统转型的作用机理,并深入剖析其面临的挑战。研究表明,农业科技创新通过提高食物生产力、保障食物多元化供给和安全、促进绿色可持续生产、增强食物供应链稳定性、优化利益分配与资源配置等途径赋能食物系统转型。然而,当前农业科技创新在支撑食物系统转型中仍面临体制机制不健全、与食物系统融合不充分、与多元转型目标契合度不够、全产业链协同推进不足、成果转化与推广应用不充分、国际合作深度广度有待拓展等多重挑战。未来应以食物系统转型为导向,构建农业科技创新体制机制,提升农业科技创新与食物系统的融合水平,以多元转型目标引领农业科技创新,系统推进全产业链条农业科技创新,加强农业科技创新成果转化与应用,深化农业科技国际合作,从而为推动我国食物系统转型提供有力支撑。
[关键词]农业科技创新;食物系统转型;粮食安全;绿色生产;农业新质生产力
引言
全球食物系统正面临前所未有的严峻挑战。人口持续增长不断提高粮食需求,到2050年全球粮食产量需要增加70%以养活未来人口,同时,全球粮食安全形势持续恶化,饥饿与营养不良、气候变化、资源环境约束、地区冲突及贸易波动等问题交织叠加,这些挑战正在削弱全球当前及未来保障粮食安全和营养安全的能力。由此,推动食物系统转型已成为全球共识,受到联合国粮农组织、世界银行等国际机构的重点关注,并在2021年联合国粮食系统峰会、2023年第28届联合国气候变化大会等国际会议议程中被列为核心议题。自改革开放以来,我国食物系统发展取得了历史性成就,粮食生产能力稳步提升,居民营养与健康状况显著改善。然而,在复杂多变的国内外环境下,我国食物系统正面临新的挑战和转型压力。随着居民食物消费结构的多样化转型,饲料粮缺口成为制约我国粮食安全的突出问题,2023年,我国玉米和大豆净进口量达到12 566.71万吨,折合耕地缺口80 513.73万亩。膳食不平衡导致超重肥胖以及相关慢性疾病问题日趋严重,目前,我国成年居民超重肥胖率已超过50%。高投入驱动的农业及食品生产带来了高昂的环境代价,我国每公顷化肥施用量是世界平均水平的4倍以上,2022年,我国每公顷农药施用量超过国际警戒标准的33%,2021年,食物系统碳排放占全国碳排放总排放量的16%。我国小农户在农业价值链增值中的投入占比达到55%,但收益仅占22%,凸显利益分配失衡的现实困境。与此同时,食物系统转型与粮食安全、营养健康、乡村振兴、生态文明、共同富裕等国家重大战略密切相关。因此,在新时期加快推进我国食物系统转型,不仅是应对内外部风险挑战的必然要求,也是实现国家战略目标的关键举措。
农业科技创新对于食物系统转型至关重要。习近平总书记指出,发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点。作为培育和发展新质生产力的核心要素,农业科技创新通过运用知识、信息、技术等新生产要素,突破传统生产要素投入的边界约束,推动农业经济增长,同时促进食物系统转型。作为食物系统转型的关键要素,技术进步与创新在农业生产、加工、流通、食物消费和废弃物管理等方面不断重塑食物体系,以应对紧迫的气候、经济、环境、健康和社会挑战。2023—2024年,世界农业科技创新大会连续两年发布的《平谷共识》均强调,科学技术创新是驱动食物系统转型的关键加速器。当前,农业科技创新正引领全球农业迈向生物农业、绿色农业、数字农业和营养农业的新格局。在提高生产力的同时,农业科技创新的发展趋向是由增产转向高效可持续生产、资源环境保护、营养健康、农业多功能拓展等,其中,生物技术、低碳生态技术、信息与食物营养技术的有机结合已成为全球食物系统的科技前沿,深刻重塑着农业与食品全产业链,从而推动全球食物系统朝着高效生产、绿色化、数智化、营养化发展。我国亦顺应这一趋势,强化农业科技创新在食物系统中的应用。2025年8月印发的《国务院关于深入实施“人工智能+”行动的意见》明确提出,要支持人工智能在种植、养殖等农业领域的应用,强化人工智能在生产管理、风险防范等关键环节的作用,加快农业数智化转型升级。由此可见,农业科技创新不仅是提升食物供给能力的重要途径,更是保障营养健康、增强气候韧性、推动农业与食品产业深度变革的核心支撑。因此,如何通过农业科技创新推动食物系统转型,已成为亟须深入研究的重大课题。
学界对农业科技创新推动农业发展的作用达成了初步共识。Gong的研究表明,全球农业增长的15%来自农业科技的贡献。邓翔等研究发现,农业科技创新投入是驱动我国农业经济增长的决定性因素。华坚等研究发现,农业科技创新正向驱动我国粮食产业高质量发展。农业科技创新不仅体现在农业生产环节,还包括加工、流通和食物消费等环节,是覆盖整个食物系统的重要活动。相应地,农业科技创新从侧重农业生产端向整个食物系统拓展,研究范畴也从传统粮食观向大食物观转变,并强调农业科技创新在营养健康、绿色发展和多元化食物供给等方面的作用。近年来,关于农业科技创新的研究不断深化,部分学者开始从更广阔的视角探讨农业科技创新的实践路径,形成了农业科技创新支撑大食物观、农业强国建设、农业高质量发展、城乡融合发展、农业农村现代化等多维度的研究体系。同时,推动食物系统转型也是当前学界和政府部门共同关注的焦点,其核心议题涵盖粮食安全、营养健康、可持续性、韧性以及包容性等多重维度,相关研究也认识到科技创新是推进食物系统转型的重要驱动力。但总体来看,现有研究仍存在两个方面的不足:一是在研究视角上,大多数研究仍以农业发展为出发点,侧重探讨农业科技创新对农业增长或可持续发展的作用,但是基于食物系统整体视角的系统性研究较为缺乏。二是在研究内容上,现有研究更多的是将农业科技创新作为推动食物系统转型的政策工具,但对其赋能食物系统转型的内在作用机理以及面临的现实挑战缺乏深入讨论。因此,本文基于食物系统的内涵要求与转型目标,系统阐述农业科技创新促进食物系统转型的作用机理,剖析其中的关键挑战并提出针对性的对策建议,以期为我国食物系统转型提供理论支撑与实践参考。
一、 农业科技创新赋能食物系统转型的作用机理
明晰食物系统的内涵要求与转型目标是正确把握农业科技创新赋能食物系统转型的关键。对标食物系统转型目标,农业科技创新通过技术进步、生产要素配置优化和产业革新等作用机理,为我国食物系统转型提供重要支撑。
1. 食物系统的内涵要求与转型目标
食物系统不仅涵盖农业、畜牧业、林业、渔业和食品工业的技术创新、要素投入以及食物生产、聚集、加工、分配、消费和处置活动,还包括这些活动所涉及的所有参与者及相互关联的增值活动以及这些活动所嵌入的更广泛的经济、社会和自然环境。理想的食物系统由生产系统、营养系统、可持续系统、韧性系统和包容性系统五个子系统构成,各子系统之间存在协同与权衡关系,彼此相互联系、相互作用,共同影响食物系统的整体绩效,其中,生产、营养、可持续三个子系统构成食物系统的核心。生产系统重点关注食物的产出和效率,强调通过增加农产品供给、优化农产品结构和减少食物损耗来提升食物整体生产能力;营养系统的核心目标在于提高健康、营养食物的可获得性,保障食物安全、改善食物品质,从而满足居民的营养与健康膳食需求;可持续系统是指食物系统应防止或减少环境外部性,在确保自然资源合理利用、水土健康保持、温室气体减排的情况下,可持续地供给食物;韧性系统则涵盖生产、营养健康、可持续发展及包容性等多个维度的韧性特征,强调食物系统具备在气候变化、自然灾害、国际市场风险等内外部冲击中吸收压力、维持功能与快速恢复的能力;包容性系统主要从社会维度理解食物系统的公平性,强调食物系统应惠及所有参与者,特别是小农户、妇女、农村和偏远地区人群等社会和经济弱势群体,减少城乡和区域发展不平衡现象。因此,食物系统转型应实现高产高效、营养健康、环境可持续、更具韧性、更具包容性五大目标(见图1)。

推动我国食物系统转型已经成为当前既必要又紧迫的战略任务。总体来看,我国食物系统距离实现高产高效、营养健康、环境可持续等目标仍存在一定差距。在生产系统中,我国主要农产品自给率普遍低于100%,而人均耕地面积仅为世界平均水平的1/3,人均水资源占有量不足世界平均水平的1/4,粮食等各类食物的稳产保供压力增大。同时,食物损失与浪费严重,2022年,我国食物总体损耗浪费率为22.7%,总量达4.6亿吨。在营养系统中,国民营养面临食物供给结构单一、膳食结构不合理及其带来的超重肥胖、微量营养素缺乏、膳食相关慢性疾病等诸多问题。食品安全风险既包括农药残留、重金属污染、食品添加剂不合规等传统隐患,也涵盖直播带货、生鲜电商等新型食品运营方式带来的食品溯源难、质量参差不齐等新型风险。在可持续系统中,我国农业及食品生产不可持续,化肥和农药施用强度仍超过国际公认的安全上限,长期粗放经营导致化肥、农药利用率偏低、土壤退化、农业废弃物综合利用水平不高等问题,造成碳排放的增加,加剧了资源环境的挑战。
同时,我国食物系统韧性不足与经济弱势群体包容性不足的问题日益突出。在韧性系统中,气候变化及其并发危害对农业生产的冲击加剧,我国每年因气象灾害和病虫害损失的粮食均高达600亿斤左右。近年来,我国大豆、玉米及畜产品等大宗农产品净进口规模持续扩大,且来源国集中。农产品国际市场依存度的不断加深,使得国际贸易格局变化、价格波动、地缘政治冲突加剧我国食物供给的外部风险。在包容性系统中,经济弱势群体的合理参与和利益分配得不到充分保障。受限于生产经营组织化程度不高、技术获取有限等因素,小农户难以分享食品价值链增值收益。农业劳动力中的老年人和女性由于体力、知识和技能限制,难以适应现代农业的发展需要。同时,城乡要素配置不均衡,营养失衡、食品流通效率差异显著等问题长期存在,食物资源在不同区域的共享与互补明显受限。
2. 农业科技创新赋能食物系统转型的作用机理
约瑟夫·熊彼特认为,科技创新就是建立一种新的生产函数,把生产要素和生产条件的新组合引入生产体系中。农业科技创新是指在农业生产体系中通过前沿技术、跨学科融合和系统性突破,引入新品种、新工艺或新方法,实现技术进步、生产要素配置优化、产业革新等一系列相关创新活动的过程。西奥多·W·舒尔茨提出,改造传统农业的关键在于引进新的生产要素,实质上即为促进农业技术进步。假定生产函数Y=AKαL1-α,其中,Y是农业产出,A为农业技术进步因素,K、L分别为农业资本和劳动投入,在同样的要素组合比例下,农业技术进步使资本与劳动的边际产出同比例增加,提高农业产出水平。从技术进步角度来看,农业科技创新催生了技术突破与扩散,变革了传统的生产方式、生产手段和生产工具,提升了农业及食品产业的综合生产力和经营管理效率。从生产要素配置优化角度来看,农业科技创新将技术、信息、知识等新要素引入食物产业发展中,促进了传统生产要素——土地、劳动力、资本等重新组合及优化升级,降低了要素错配程度,提高了食物生产潜力,实现了资源合理利用效率、生产效率和经济效益的提升。从产业革新角度来看,技术、信息、数据等科技要素推动传统农业向营养健康、资源环境、文化传承等多功能性拓展,向农业生产至食物消费全产业链延伸,催生了农业及食品产业的新业态新模式,由此重塑了农食产业链和价值链,形成了农业科技创新与产业结构优化的良性循环。总体来看,农业科技创新在赋能食物系统转型方面具有“技术-要素-产业”的联动效应,即技术进步改变了要素边际产出,引导了要素重新配置;技术进步和要素优化配置推动了产业链、价值链重构与融合,为产业革新提供了基础条件;产业革新又催生了技术研发新需求,从而促进了食物系统向高产高效、营养健康、环境可持续、更具韧性与更具包容性等多重目标转型。
近年来,我国农业科技创新能力持续提升,融合发展成效显著。2023年,我国农业科技进步贡献率达63.2%,整体水平跨入世界第一方阵。当前,我国农业科技创新呈现高效、绿色可持续、数智化、营养健康的发展趋势,与生物工程、信息通信、人工智能、食品科学等多学科的交叉融合取得显著进展。物联网、大数据、人工智能、区块链等新一代农业科技创新与农业产业深度融合,正在为我国农业生产及其关联系统提供更全面的解决方案。在生产环节,我国初步构建现代生物育种体系和一批高产技术模式,农作物良种覆盖率超过96%。畜禽、水产核心种源自给率分别超过75%和85%,水稻侧深施肥、小麦宽幅精播、玉米密植滴灌、大豆大垄密植等创新技术集成飞速发展。农业绿色发展水平持续提高,逐渐形成以绿色投入品、节本增效技术、生态循环模式、绿色标准规范为主攻方向的技术创新体系,2022年,全国农业绿色发展指数达到77.90。农业机械化、自动化、智能化成效突出,农作物耕种收综合机械化率超过73%,北斗终端应用设备达到220万台,植保无人机保有量达到25.1万架,大型智能农机装备研发实现重大突破,成功打破国外长期技术垄断。同时,农业领域的气象、病虫害监测预警能力达到较高水平,精准农业、数字农业、智慧农业成为可持续发展的重要驱动力。在加工流通环节,农产品加工向精深加工与高值化利用转型,冷链物流基础设施加速覆盖,智慧供应链体系建设初见成效,能有效降低食物损耗、提升品质追溯能力。在消费环节,面向营养健康需求的食品创新日益活跃,如植物基蛋白肉已进入工业化加速发展阶段,并形成一定的市场规模。总体而言,农业科技创新作为食物系统的重要支撑,展现了实现高产高效、营养健康、绿色低碳和环境可持续等目标的关键潜力。因此,进一步加强农业科技创新,能够有效支撑食物系统高产高效、营养健康、环境可持续、更具韧性、更具包容性的转型需求,具体体现在以下五个方面:
第一,农业科技创新提升农业生产能力、促进全链条减损增效,支撑食物系统向高产高效转型。一方面,科技创新能够突破水土等资源约束和传统产能瓶颈,显著提高农业生产能力。基因编辑、全基因组选择、分子设计育种等现代生物育种技术能够加速高产、优质、抗逆、营养强化的作物品种和优质畜禽种源培育。替代蛋白等食品技术为缓解单一农产品供给压力和拓展食物资源提供了全新路径。现代农业技术和设施能够全面提高土地产出率、资源利用率、劳动生产率,支持在有限资源下获得更多的食物。另一方面,“从田间到餐桌”全链条减损增效对于保障粮食安全具有关键作用。智能化储运、冷链物流等技术能够显著降低存储和运输环节的产后损失率;大数据、区块链、物联网和人工智能优化产销匹配,提高食品流通效率,并支持食物损失与浪费追踪测量,这些技术集成能够有效减少食物损耗浪费。
第二,农业科技创新促进多元化食物供给、加强食品安全监管,构建营养健康的食物系统。一方面,食物系统营养健康转型目标要求从单一主粮供给向多元化食物供给体系转变。研发设施种植业关键技术、发展新型现代设施种植业,可以稳步提升水果、蔬菜等食物产能;创新畜禽、水产种业和技术,探索发展设施畜牧业、设施渔业,能够优化居民动物性食物消费结构、保障奶制品和水产品供给能力。食品技术、生物技术和信息技术的高度融合是未来食品的发展趋势。发展生物科技和生物产业,研发作物营养强化技术、功能性食品和营养健康食品,应用营养大数据技术和人工智能技术,可以满足居民消费升级需求,为优化居民膳食结构提供支持。另一方面,通过绿色生产技术和精准农业构建无污染的食物生产体系,依托食品检测、安全溯源、数据监管、可视化监管等新技术,可以提升我国食品安全水平,建立更加安全的食物供应链。
第三,农业科技创新促进绿色生产和减排增汇,实现食物系统的环境可持续目标。一是有效助推农业绿色生产。依托土壤改良培肥、精准施肥、有害生物绿色防控等绿色技术应用以及功能性肥料、低风险农药、绿色高效饲料添加剂、节能低耗智能机械装备等绿色投入品的研发和使用,能够推动农业投入减量增效。保护性耕作、作物轮作、农林复合系统等生态技术可以提升土壤质量。种养结合、能源化利用、循环农业等技术模式创新能够实现农业废弃物的资源化利用。二是推动食物系统减排增汇。物联网、人工智能和信息平台等技术手段为食物系统碳排放核算与监测提供技术支撑。重点领域减排固碳技术集成和模式优化,涵盖生产端低排放品种培育、绿色低碳实践与能源使用优化,加工流通环节的清洁能源替代、智慧物流与冷链升级,消费端膳食转型和智慧餐饮技术应用以及生态系统碳汇技术开发,能够协同实现食物系统减排增汇。
第四,农业科技创新加强农业风险预测、应对和恢复能力,提高食物供应链韧性。一是助力农业防灾减灾。在农业领域运用卫星遥感和数字技术,构建精准智能的农业灾害监测预警系统、突破农业灾害风险防控的关键技术,可以提升农业和食物生产的主动应对能力。同时,发展气候智慧型农业,利用科学减灾技术措施、农业信息平台和农田水利等防灾减灾基础设施,能够增强食物系统气候变化适应能力。二是强化农产品国际贸易风险管控。除了通过种业科技攻关降低进口依赖度,云计算、大数据、物联网、人工智能等信息技术在加强国际贸易风险预警中的作用日益凸显。通过整合历史与实时农产品国际贸易数据,可以动态监测与研判重要农产品的供需、价格和贸易走势。同时,信息通信技术与电子商务等供应链创新,可以增强农产品供给和国际贸易的韧性。
第五,农业科技创新优化利益分配和资源配置,促进食物系统的包容性发展。一方面,农业科技创新是优化收益分配格局和赋能权益保障的重要途径。数字技术的广泛应用推动了食品生产到消费的价值链重构,带动了农业经营管理范式和组织制度创新,提高了资源配置效率并推动了农产品价值增长。同时,农业科技创新提高了技术、机械等要素与应用场景的适配性,使得小农户、妇女等弱势群体能够参与精细化和高附加值产品的生产。另一方面,农业科技创新推动城乡和区域资源要素流动和优化配置。农村电商等新型数字营销模式增强了农村及偏远地区的营养食物可得性,拓宽了农产品销售渠道,有利于城乡和区域间食物资源的共享互补。可再生能源等技术在改善农村及偏远地区农业生产、农产品加工流通、基础设施等方面具有巨大的应用空间。
食物系统转型本质上是一个多系统融合、多目标协同的复杂过程。农业科技创新的重要作用在于,它既是驱动各子系统转型的重要动力,也是实现不同子系统协同发展的关键机制。例如,生产系统中多赢技术的研发推广可以同步改善营养健康、促进环境可持续、增强系统韧性和包容性;营养系统中的科技创新不仅能够促进食物供给多元化和营养改善,也有助于粮食安全、环境友好、资源节约、社会公平的实现;可持续系统中绿色低碳技术应用推广,能够在减轻环境负荷的同时,实现食品品质和安全提升、生产成本降低、农产品市场竞争力提升等多重目标;韧性系统中的适应性技术创新,既能够提升食物系统对自然灾害、市场波动等内外部冲击的应对能力,还能够保障生产稳定性、强化食物供给连续性、增强弱势群体的发展韧性;包容性系统的普惠科技赋能,既有利于保障小农户等弱势群体平等参与食物系统、共享利益分配,还能够进一步优化生产资源配置效率、推广多赢技术运用、实现营养与公平目标。
综上所述,农业科技创新赋能食物系统转型的作用机理如图2所示。
二、 农业科技创新赋能食物系统转型面临的挑战
尽管我国农业科技创新取得了显著成就,但其在赋能食物系统转型过程中仍面临多重挑战,主要表现在体制机制不健全、与食物系统融合不足、与多元转型目标契合度不够、全产业链条系统推进不足、成果转化和应用不充分、国际合作有待深化拓展等方面。
1. 农业科技创新体制机制不健全,难以适应食物系统转型要求
我国尚未建立以食物系统转型为导向的农业科技创新协调机制,难以形成合力以适应转型要求。农业科技创新和食物系统转型的融合发展涉及多个部门,其中,农业科技创新横向涉及农业农村、科技、教育、财政等多个部门以及国家自然科学基金委、科研院所等科研管理研发部门,纵向包括国家级、省级和地方级的农业科技机构。食物系统转型则需要农业农村、营养健康、生态环境等部门的广泛参与。然而,由于目前缺乏以农业科技创新推进食物系统转型的统筹协调机制,且不同部门和各层级机构功能定位不清,跨部门分工协作机制尚未建立,导致农业科技创新活动横向联合与纵向优化不足,出现多头管理、各自为战、低水平重复等问题。同时,现有的农业科技创新政策尚未将食物系统转型作为重点方向,政策共识不足,导致政策体系碎片化,难以形成合力推动食物系统转型。
2. 农业科技创新水平相对滞后,与食物系统融合不足
我国农业科技创新水平相对滞后,与食物系统关联的应用基础与前沿研究不足,支撑食物系统转型的实际效能偏低。一方面,尽管我国农业科技投资总量由2020年的1 567.15亿元增长至2022年的1 861.43亿元,但在全行业科技投资中的占比仅为6.05%,较以往有所下降。2022年,农业科技投资强度虽上升至0.95%,但仍远低于全行业2.54%的平均水平,也未达到联合国认定的2%的目标,更低于世界发达经济体2.8%的平均强度。农业科技创新投资的“边缘化”格局,制约了其对食物系统转型的支撑作用。另一方面,我国农业科技创新短板明显,技术总体仍然处于“少数领跑、多数并跑和跟跑”的格局,对外依存度高、原创性创新能力不强的局面尚未转变。新一代生物技术、信息技术、生态低碳技术、食品技术等农业科技创新与农业食品产业的融合还不够充分,食物系统应用基础与前沿科技研发均需要加强。
3. 农业科技创新与多元转型目标契合度不够,制约食物系统协同转型
我国农业科技创新与食物系统多元转型目标的契合度不够,制约了食物系统协同转型。其一,食物系统涵盖食物消费与营养健康、绿色可持续、气候变化应对等领域,为农业科技创新提供了新的应用场景。然而,我国农业科技公共研发投资长期侧重于粮食作物和禽畜产品以保障粮食安全和提高农业生产力,农业研究与试验发展经费中种植业占比常年保持在60%左右,而在食物营养与安全健康、应对气候变化等方面的资源配置有限。其二,在资源环境约束趋紧、食物消费需求升级、营养不均衡、气候变化等多重挑战下,农业科技创新亟须突破单一增产导向,要在保证生产系统产出水平的同时,形成协同兼顾资源环境、营养健康等多维目标的研发格局,这是食物系统转型的关键问题。目前我国农业科技创新单项技术多、集成创新少,能够兼顾高产高效、绿色低碳、营养健康等多重效益的技术供给存在明显短板。此外,农业科技创新未能充分把握食品消费升级趋势,对杂粮、水果、蔬菜、水产品等更具营养价值的农产品投入不足。随着消费者对营养化、健康化、多样化食品需求的日益增长,营养型健康食品与低碳食品等新型食物亟待开发。
4. 农业科技创新全产业链系统推进不足,不利于农食产业链水平提升
我国农业科技创新尚未从食物系统全产业链角度整体推进,与食物系统“从田间到餐桌”全产业链条的融合仍显不足,限制了农食产业链价值链的提升。食物系统不仅包括农业生产的技术创新,还包括产前、产中与产后全链条的科技研发与投入,其转型亟须全产业链条技术支撑。然而,目前我国农业科技创新系统性不足,主要集中于农业产前、产中环节,对食品加工、流通、消费等产后环节的关注不足。例如,当前我国果蔬、肉类、水产品的冷链运输率分别仅为35%、57%、69%,而发达国家的食品平均冷链运输率则在90%以上。产后供应链科技创新及产业化进程滞后。多数农产品仍以初级产品形式进入市场,农业科技创新对食物多功能开发、品质及竞争力提升以及未来食品创制的贡献不足。食物体系产后损耗不容忽视,消费和收获后处理环节的损耗约占我国食物损耗浪费总量的68.48%。同时,农食产业链的数字化、信息化和智能化水平有限,全链条协同创新能力薄弱,尚未形成“从田间到餐桌”的系统性技术方案,且受气候变化和国际供应链不稳定等风险影响较大,产业链韧性有待进一步增强。
5. 农业科技创新成果转化和应用不充分,限制食物系统主体广泛参与
食物系统转型需要农户、企业、消费者等多方利益主体的广泛参与,然而我国农业科技创新成果转化和技术应用不充分,难以调动这些主体的参与积极性。一是农业科技创新成果转化率低,产学研用协同不足,技术供给与食物系统转型需求错配。尽管我国每年农业科技创新成果数量众多,但转化率仅为30%~40%,远低于发达国家65%~85%的水平。我国农业科技创新多由政府和科研机构主导,涉农企业等社会创新主体参与不足。2019年,我国农业科研院所以及农业高等院校的科技成果转化率分别仅为18.86%与16.79%,涉农企业作为农业科技创新投资的关键主体,创新能力普遍偏低,成果转化率不足50%,这使得与食物系统转型重大需求和消费者偏好匹配的技术供给相对欠缺。二是农业科技创新成果的实际应用不足,技术采纳的影响及定性评估缺乏,关键主体技术采纳障碍突出。例如,转基因、替代蛋白等食品技术受限于监管审批、消费者接受度等因素;部分绿色低碳技术应用成本较高,可能带来生产成本增加、减产及潜在环境风险,削弱经营主体采纳积极性。信息不对称、数字鸿沟、农技推广服务体系不健全、数字及信息基础设施不足等因素也对小农户的技术应用产生约束,导致农业科技创新难以惠及食物产业链的重要参与者。
6. 农业科技创新国际合作深度广度有待拓展,制约融入全球食物系统转型进程
尽管近年来我国农业科技国际合作持续推进,但仍然存在环节局限和领域窄化的问题,面向食物系统转型的农业科技国际合作路径尚未形成,导致适配和融入全球食物系统转型进程相对缓慢。一是农业科技国际合作框架有待完善。当前我国农业科技国际合作多以一般性项目合作和学术交流为主,以食物系统转型及其实际应用为导向的重大农业科技项目和跨学科交叉融合项目相对缺乏,限制了我国在全球食物系统转型中所应发挥的作用。二是农业科技国际合作环节和领域较为集中,尚未向食物系统全产业链和多领域拓展,不利于充分融入全球食物系统的转型。我国现有的农业科技国际合作主要聚焦于作物育种、农业投入品、病虫害防治、粮食生产等产前产中环节,而在产后加工、供应链管理、营养健康、绿色低碳和数字农业等食物系统转型关键环节合作不足,不利于形成全链条、全方位的科技合作格局,也限制了我国借鉴国际先进经验推动本土食物系统转型的能力。
三、 促进农业科技创新赋能食物系统转型的对策建议
针对上述挑战,未来亟须以食物系统转型为导向,构建农业科技创新体制机制,提升农业科技创新与食物系统的融合水平,以食物系统多元转型目标引领农业科技创新,系统推进全产业链条农业科技创新,促进农业科技创新成果转化和应用,深化农业科技创新国际合作,从而加快推动我国食物系统转型。
1. 以食物系统转型为导向,构建农业科技创新体制机制
要加强顶层设计,构建以农业科技创新推进食物系统转型的体制机制和政策格局。围绕食物系统转型的核心目标,建立跨部门协调和央地联动机制,明确各部门和各级科研机构的功能定位和职责分工。统筹各方的农业科研资源,强化横向协同与纵向联动,增强农业科技创新活动的整体性和系统性。紧扣食物系统转型需求,加强与食物系统转型有关部门的协同合作,共同破解农业科技创新支撑食物系统转型中的关键问题。同时,要确保不同部门政策目标的协调统一,强化政策协调联动,形成支持食物系统转型的农业科技创新政策体系。
2. 加强农业科技创新,提升其与食物系统的融合水平
要提升农业科技创新水平,促进其与食物系统深度融合,为食物系统转型提供保障。一方面,农业科技创新具有高风险、高投资、长周期、回报率低等属性,应将其置于国家科技创新的优先地位,确保农业科技投资持续稳定增长,逐步缩小与我国全行业投资强度的差距。另一方面,扎实推进农业科技创新与食物系统的深度融合。面向全球农业科技创新发展趋势和食物系统转型需求,推动农业与食品产业与新一代生物技术、信息技术、生态低碳技术和食品技术的深度融合,培育智能育种、智能装备、绿色循环农业、智慧农业、未来食品等新业态。顺应基因编辑、生物育种、合成生物学、人工智能等新兴技术发展趋势,聚焦新品种培育、高效种养、智能农机、绿色低碳农业、农产品加工与食品制造、农产品质量安全等重点领域,强化基础研究和交叉前沿突破,显著提升食物系统转型领域的原始自主创新能力。
3. 以多元转型目标引领农业科技创新,推进食物系统整体转型
农业科技创新应向食物系统转型的多元目标拓展,加快推动食物系统的整体转型。一是以粮食安全和主要农产品供给为基础目标,逐步拓展至营养健康、环境可持续和气候适应等多重目标,加强实现农业可持续、绿色低碳、食品安全与营养、气候韧性等新兴目标的技术研发力度。二是研发多赢技术,对高效、绿色、低碳、营养技术进行联合攻关,形成可操作、可推广的综合性技术方案。在供给端,系统推进品种培育、农机设施装备、绿色投入品、种植养殖、绿色低碳、农业生态环境、智慧农业、精准农业、农产品加工销售、农业质量安全等技术集成创新,实现多重效益。在消费端,顺应居民消费结构升级趋势,推动农业科技创新向营养、健康、低碳食品延伸,加强对杂粮、水果、蔬菜等高营养价值食物的研发投入和技术应用。充分利用基因编辑、合成生物学、微生物组学、物联网、人工智能等前沿技术,积极创制营养健康、安全高效、可持续的未来食品。
4. 系统推进全产业链条科技创新,提升农食产业链现代化水平
要以系统思维加快推进农业科技全链条创新,强化农业科技创新与农业食品产业链、价值链的深度融合。首先,系统布局覆盖农业产前、产中和产后的全链条技术创新,在农产品加工、流通、消费、废弃物利用等各个环节融入农业科技创新要素。围绕农产品加工及食品制造,推动营养型农业生产、食品加工与消费升级,加快推进产后供应链科技创新与产业化进程。依托新一代信息技术,建设农产品智慧供应链,发展电子商务、智慧物流和食品追溯体系,提高食物产后供应链效率与减损能力。其次,拓展数字技术、信息技术、食品技术、人工智能等先进技术在食物系统各环节的应用边界,建立农业与食品产业链信息平台,实现农业科技创新成果与产业升级的信息互通与双向反馈,提高产业链全链条的数字化、信息化和智能化水平。利用物联网、大数据、云计算、区块链、遥感等技术,健全重要农产品全链条监测预警体系,有效防范和化解内外部风险,增强食物供应链韧性,保障食物稳定供给。
5. 加强农业科技创新成果转化和应用,激励食物系统主体参与
要加强农业科技创新成果转化和应用,促进食物系统多元主体参与。一是促进产学研用融合,提升农业科技创新成果转化率。建立以农业和食品产业需求为导向的产学研用一体化平台,减少我国农业科技创新主体因信息不对称导致的创新效率低下和资源配置失衡问题。通过培育壮大农业科技领军企业、激励涉农企业加大科技投入、建设创新平台等措施,增强农业科技企业的成果应用和商业化能力。支持涉农企业牵头,联合科研机构组建创新联盟和创新联合体,开展农业与食物核心技术攻关,将研究成果转化为实际生产力。二是加快农业科技创新成果推广,确保农业科技成果普惠共享。加强对农业科技创新成果技术成熟度、环境适应性和社会适应性的评估,提高其在农业和食品产业中的适配度、可信度及经济价值。要建立和完善新型食品安全标准和监管细则,提高新型食品信息透明度。加强对消费者的科普宣传,提升公众对营养健康、可持续、创新食品的认知水平。提升小农户等弱势群体的技术采纳能力,因地制宜地处理小农户分散性与技术集约性的关系,加快农村数字基础设施建设和数字技能培训,缩小“数字鸿沟”。同时,健全农业科技推广服务体系,提升基层农技推广效能,构建市场化推广机制,增强各类主体获取、理解和应用农业科技创新成果的能力。
6. 深化农业科技创新国际合作,构建食物系统转型科技合作新路径
深化农业科技创新国际合作是增强我国食物系统科技创新优势与国际影响力的重要途径。一是依托农业科技国际合作框架积极参与全球食物系统转型。构建双边、多边合作机制,充分发挥世界农业科技创新大会等国际性高水平对话交流平台的作用,分享农业科技创新成果,主动融入全球农业科技创新网络,推动优势与关键领域的国际联合研究和大科学计划。随着全球气候变化与粮食安全等挑战日益严峻,我国需要加快农业科技“走出去”,加强在粮食安全、绿色发展、乡村振兴等领域的对外科技援助,助力发展中国家提升农业产能,促进食物系统转型。二是拓展与深化农业科技创新国际合作,构建食物系统转型科技合作新路径。重点推动食物减损保供、加工流通等全产业链合作,深化在智能育种、农机装备、数字农业与智慧农业、绿色发展、气候变化等领域的国际合作。通过更好地利用全球农业科技创新资源,提升关键技术协同创新能力,增强我国在全球食物系统转型中的话语权。
[作者简介]冯晓龙(1987—),男,陕西渭南人,中国农业大学经济管理学院副教授,博士生导师,研究方向:农业经济理论与政策、资源与环境经济学。
(注释及参考文献见原文。)