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关键词:无人机;光学遥感技术;土壤湿度;节约用水
一、我国的干旱状况及干旱预警机制
(一)我国干旱现状
我国是一个严重干旱缺水的农业大国。很多省份的人均水资源量低于500立方米。我国人均水资源占有量在世界银行统计的153个国家中仅排第88位。水资源分布也很不平衡,长江流域及其以南地区,面积只占全国的36.5%,但水资源量却占全国的81%;其以北地区,面积占全国的63.5%,但水资源量仅占19%,所以水资源短缺是我国面临的严峻问题。并且我国的农业生产几乎全部依靠灌溉,因此发展安全节约高效的精准农业是我国农业发展的一个目标。
(二)我国干旱预警机制
我国干旱预警主要是通过国家各级人民政府抗旱防汛指挥部负责管理。依据国家的相关法律法规、农牧业、水利、气象等部门向同级人民政府递交干旱监测、预测预警决策信息,政府部门根据干旱灾害的严重程度启动不同的预警应急预案,不同部门之间开展的常规干旱监测、预警评估业务信息,供内部业务使用或通过授权的媒体上。所以我们一般得到的天气及干旱情况是比较笼统的大范围的天气状况。但是现在的精准农业上的需要的则是应比较详细的、精准的。同时由于地理环境以及土壤环境的差异即使在同一块土地中不同部分的土壤含水量也会出现差异,更重要的是我国的地理环境比较复杂,想要准确的监测土壤湿度就更难了。
二、无人机在旱情监测上的应用
通过发展安全高效节约的精准化农业是农业现代化的重要标志,也是我国发展农业的一个目标。无人机已经成为一种新型的信息获取途径,在农业现代化的建设进程中,其在精准农业发展中占有的地位会越来越重要,尤其是在农业旱情监测以及农业灌溉上的应用。
(一)无人机遥感技术
传统遥感技术一般采用卫星和大型飞机作为遥感平台,进行大面积观测并获得丰富的综合性数据。但是,传统遥感在小时空尺度的数据采集分析上存在分辨率不足的问题。如果采用小型无人机作为低成本的新型遥感平台,就很好的弥补了传统遥感的缺陷,在局部遥感和应急监测方面会取得巨大的成功。
无人机遥感技术要求搭载的仪器所占空间小、重量轻、抗震性优良。光学遥感技术具有所占空间小、时间短、成像简单、费用少等一系列优点。无人机通过搭载有合成的多功能探测器,以近红外光作为遥感测量的手段,采集多波段光谱数据,依靠地面的操作站对无人机实施操控。
(二)土壤湿度监测与土地灌溉
土壤的含水量是农作物生长的重要指标,农作物的生长都有适宜的土壤湿度范围,在现代的农业生产中我们往往需要及时的了解大面积农田的土壤湿度。传统的土壤水分测量方法有:种子散射法、重力土壤采样法、张力计法、土壤蒸渗法和土壤电阻法。但是这些方法采样时间长且是点数据,不能满足大面积空间、长期的土壤湿度动态要求,没有显著的代表性。微波遥感技术就可以很好解决这些问题,微波遥感监测土壤水分的基础是土壤的介电特性与水分含量间的密切关系,因为土壤的介电常数受水的影响很大。无人机通过搭载遥感设备,对收集到的土壤反射回的微波图像数据进行综合分析,和建立的模型进行对比得到具体的土壤湿度含量,并且可以对图像模糊的区域通过自动或人工对无人机实时进行任务设定、航线调整进行重新的观测。可以更加全面的对土壤进行监测,然后将再次传回的数据与图像进行数据处理分析,得到更加具体的土壤湿度。
农业灌溉是农业生产中最基本的问题,作为下一个严重缺水的国家,发展现代农业是我国农业建设的首要任务。节水灌溉技术在广义上是指相对于传统灌溉技术更加能节约、高效用水的灌溉方法,措施和制度的总称。狭义上是指以现代农业作为前提,根据地域性和作物生长规律的不同,以实现农业产量最高和生态效益最好为目标而进行的水资源开发和灌溉技术的总称。
合理高效的农田灌溉,是保证作物生长和节约用水的基本准则。现代农业中常采用的节水灌溉技术有沟灌、喷灌、滴灌等技术。我们通过得到的不同的土壤湿度对灌溉进行合理的安排,这样既能保证作物产量又能达到节约用水的目的。
三、结语
现代农业的快速发展对农业航空的需求日益增长,决定了农用无人机必定成为农业生产操作的主要力量之一。随着无人机遥感技术的不断发展及其在农业上的应用,为现代的精准化农业的发展提供了更为有利的技术支持,其不仅可以应用在土壤湿度的监测和农业灌溉上,还可以应用在其他农业的信息采集上,对农业生产进行实时监测,从而将农业生产的风险降到最低,保证农业产量,加快推进我国的农业精准化建设。
参考文献:
[1]高占义.中国的灌溉发展及其作用[J].水利经济,2006,24(1):36-39.
[2]朱平.区域水资源预警方法研究[D].扬州大学,2007.
[3]于宝珠.旱情风险评价模型及其预警机制的研究[D].东北农业大学,2012.
关键词:遥感技术;资源;环境;软件;应用
中图分类号:TP237 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)23-5360-02
20世纪60年随航天技术和电子计算机技术的发展,遥感技术应运而生。遥感技术根据各类传感器收集的地面物体的电磁波信息,并利用计算机编程技术或者遥感专业软件制作遥感图像,广泛应用于资源考察、灾害监测、环境保护、测绘、军事及气象监测等领域。在地球资源紧缺、环境问题日益突出的现状下,遥感技术得到了空前的重视和广泛的应用,成为观测地球的重要手段。
1 遥感相关技术
遥感图像处理的关键技术主要包括了遥感图像几何校正技术、影像融合技术、图像增强技术以及图像分类技术。利用计算机遥感软件或者基于VC++编程都能实现上述相关功能。国内外已有多种专业的遥感数字图像处理软件,如PCI、ENVI、EDADRS、VirtuoZo、ArcInfo、ArcView等。这些软件为遥感技术在资源调查、环境保护、城市规划等领域的应用提供了强有力的技术保障。ERDAS IMAGINE 是美国ERDAS 公司开发的遥感图像处理系统。它的功能相比于其他软件更为先进,操作更为灵活,因此占有了很大的市场份额,是遥感图像处理系统的代表软件。而一些我国自主研发的软件,如中国国土资源航空物探遥感中心研制开发成功的“野外调查微机辅助遥感图像解译系统“、“成像光谱数据分析处理系统”;成都理工大学研制开发成功的“正射遥感影像地图制作系统”等软件系统都已得到推广应用[1]。
1.1遥感图像处理技术
遥感图像处理技术主要包括了:遥感图像几何校正、图像增强技术、以及图像分类技术。下面分别介绍这几个处理技术。
由于卫星传感器视角和地球表面曲率的影响,影响上地物发生几何形变,因此在应用卫星遥感影像之前,必须经过几何校正。图像几何纠正包括空间变换和灰度值内插两步。几何纠正可通过遥感图像处理软件,如ERDAS,或者通过VC编程实现。EDARS进行几何纠正的流程图如图1所示。
遥感图像增强技术指的是将高分辨率全色波段影像与最佳波段组合的多光谱影像进行融合,得到高分辨率、多光谱的融合影像的过程。融合后的图像与原图像相比,更加清晰,提高了视觉效果,改善了几何精度及识别和分类的精度。一般多采用多光谱TM图像和SPOT全色图像进行融合。
遥感图像分类技术指的是利用计算机或目视判读对地球表面及其环境在遥感图像上的信息进行属性的识别和分类,从而识图像信息所对应的地物,提取所需地物信息。计算机自动识别分类技术尚不成熟,因此仍然需要目视判读辅助识别。计算机自动识别分类方法主要分为监督分类法和非监督分类法两种,这两类方法均可在EDARS中实现。监督分类方法需要从研究区域选取有代表性的训练区作为样本,根据已知训练区的样本,选择特征参数,建立判别函数对像元进行分类。非监督分类没有训练区作为样本,主要根据像元间的相似度大小进行归类合并。
2 资源环境应用
2.1资源调查
资源的可持续利用是可持续发展的基础,没有资源的可持续利用,不可能有可持续发展。资源调查主要包括了金属矿产资源勘探及农业资源调查监测两方面。
遥感技术已经在地质矿产勘探、金属、天然气、资源调查中发挥了重要作用[2]。20世纪20年代航空遥感被用于农业土地调查。多光谱原理应用于遥感后,根据各种植物和土壤的光谱反射的特性,建立了丰富的地物波谱与遥感图像解译标志,在农业资源调查与动态监测、生物产量估计、农业灾害预报与灾后评估等方面,取得了丰硕的成果[3]。
利用遥感信息进行资源调查具有成本低、速度快,有利于克服自然界恶劣环境的限制,减少投资的盲目性,保证图像数据的不断更新等优点。在资源调查之前, 可以利用卫星遥感数据, 预先进行判读和分析,以便圈定若干远景区域,,有的放矢;其次利用卫星影像和数据,参照路线考察的样本和实况, 进行较小比例尺的自动分类与制图,满足概查的需要; 必要时再进一步缩小靶区范围,进行大比例尺航空遥感与摄影测量, 结合地面实况调查和取样,编制正射影像地图及系列专题地图,可以满足定量、定位的精度要求。我国在地质及森林资源调查中的经验表明,利用遥感可以节约成本一半, 加快速度一倍[4]。
2.2环境监测
遥感技术在全球环境变化监测方面的应用也是十分广泛的,主要包括:(1)气象监测;(2)臭氧层监测;(3)海洋监测;(4)环境灾害监测等。在气象监测方面,卫星遥感技术在气象上的应用是比较成功的,气象卫星云图为研究云的分布及运动规律提供了准确的信息,如台风监测等。在大气臭氧观测方面,大气臭氧观测包括总含量及其浓度分布廓线的测量。观测方法有在地面上用臭氧分光光度计测量不同天顶角下的太阳紫外光谱, 从而计算出大气臭氧总含量及其浓度分布线;或者在卫星上测量大气对太阳紫外线的后向散射光谱或大气臭氧的红外吸收光谱, 推大气臭氧总含量及浓度分布廓线; 或者用气球将臭氧探测仪送入高空, 测量平流层的臭浓度[5]。在海洋监测方面,遥感能为海洋学家提供跟踪大尺度洋流、中尺度涡流实时调查信息;为海洋气象学的研究提供有关海面上空的云图和风暴潮、台风信息;为海洋生物学的研究提供有关海洋初级生产力和海洋生物环境方面的信息;为海洋地质研究提供有关重力场、海平面、大地水准面等海面地形的测高资料;还能为海洋环境保护提供快速大尺度监测和区分海面溢油及其它海面污染的方法与图像[6]。在环境灾害监测方面,遥感广泛应用于地球温室效应、洪涝灾害、旱灾、地震、森林火灾、沙尘暴等环境现象的监测中。以地震监测为例,近年地震频发,地震后,交通堵塞、通信中断,遥感技术成为信息获取和灾害监测的重要手段。卫星遥感技术能够及时提供宏观灾情,有利于有关方面对灾情做出科学评估,进而采取救灾防灾减灾措施,意义重大[7]。
3 结束语
遥感技术具有监测范围广、速度快、成本低,且便于进行长期的动态监测等优势, 它不仅可以广泛应用于资源调查,而且可以快速、实时、动态、省时省力地进行大范围的环境监测。遥感技术作为资源调查和环境监测的重要手段之一, 发挥着不可替代的作用。
参考文献:
[1] 熊盛青.国土资源遥感技术应用现状与发展趋势[J].国土资源遥感,2002(1):1-5.
[2] 徐冠华,田国良,王超,等.遥感信息科学的进展和展望[J].地理学报,1996,51(5):385-397.
[3] 韩秀梅,张建民.农业遥感技术应用现状[J].农业与技术,2006,26(6):32-35.
[4] 黄敬峰.论遥感技术与资源、环境可持续发展研究[J].遥感技术与应用,1999,14(1):65-70.
[5]《大气科学辞典》编委会.大气科学辞典[M].北京:气象出版社,1994.
遥感(RemoteSensing)即遥远的感知,指在一定距离上,应用探测仪器不直接接触目标物体,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术[1]。摄影照相便是一种最常见的遥感,照相机并不接触被摄目标,而是相隔一定的距离,通过镜头把被摄目标的影像记录在底片上,经过化学处理,相片便重现被摄目标的图像。从拍摄目标到再现目标所用的手段,便是一种遥感技术。遥感与其他技术结合,在农业应用中具有科学、快速、及时的特点。这对于充分利用农业资源、指导农业生产、农产品供需平衡等方面有着重要的意义。
2遥感估产的原理及农作物估产方法
2.1遥感估产的基本原理[2]
任何物体都具有吸收和反射不同波长电磁波的特性,这是物体的基本特性。人眼正是利用这一特性,在可见光范围内识别各种物体的。遥感技术也是基于同样的原理,利用搭载在各种遥感平台(地面、气球、飞机、卫星等)上的传感器(照相机、扫描仪等)接收电磁波,根据地面上物体的波谱反射和辐射特性,识别地物的类型和状态。农作物估产则是指根据生物学原理,在收集分析各种农作物不同生育期不同光谱特征的基础上,通过平台上的传感器记录的地表信息,辨别作物类型,监测作物长势,并在作物收获前,预测作物的产量的一系列方法。它包括作物识别和播种面积提取、长势监测和产量预报两项重要内容。
2.2农作物估产的方法
农作物估产在方法上可分为传统的作物估产和遥感估产两类。传统的作物估产基本上是农学模式和气象模式,采用人工区域调查方法。它们把作物生长与主要制约和影响产量的农学因子或气候因子之间用统计分析的方式建立起关系。这类模式计算繁杂、速度慢、工作量大、成本高,某些因子种类往往难以定量化,不易推广应用。遥感估产则是建立作物光谱与产量之间联系的一种技术,它是通过光谱来获取作物的生长信息。在实际工作中,常常用绿度或植被指数(由多光谱数据,经线性或非线性组合构成的对植被有一定指示意义的各种数值)作为评价作物生长状况的标准。植被指数中包括了作物长势和面积两方面的信息,各种估产模式,尤其是光谱模式中植被指数是一个极为重要的参数。根据传感器从地物中获得的光谱特征进行估产具有宏观、快速、准确、动态的优点[3,4]。
农作物估产中所应用的遥感资料大致可分为3类:一是气象卫星资料,主要为美国第三代业务极轨气象卫星(NOAA系列)装载的甚高分辨率辐射仪(AVHRR)资料,其资料特点是周期短、覆盖面积大、资料易获取、实时性强、价格低廉,空间分辨率低但时间分辨率较高;二是陆地卫星(Landsat)资料,应用较多功能是专题制图仪(TM)资料,它重复周期长、价格高,但其空间分辨率高[5];三是航空遥感和地面遥感资料,主要用于光谱特征及估产农学机理的研究中,其中高光谱数据可提供连续光谱,可消除一些外部条件的影响而成为遥感数据处理、地面测量、光谱模型和应用的强有力的工具[6]。在遥感估产中农作物面积提取是最重要的内容。用遥感方法测算一种农作物的种植面积主要有以下几种方法[5]。1)航天遥感方法。包括卫星影像磁带数字图象处理方法(一般精度较高)和绿度———面积模式。2)航空遥感方法。可进行总面积的测量、作物分类及测算分类面积。3)遥感与统计相结合的方法。此方法是由美国农业部统计局在原面积抽样统计估产的基础上发展起来的,其原理是利用遥感影像分层,再实行统计学方法抽样。4)地理信息系统(GIS)与遥感相结合方法。此方法是在地理信息系统的支持下,利用遥感信息,对不同农作物的种植面积进行获取。
3国内外遥感估产的研究进展状况
3.1国外遥感估产研究的进展状况
美国首先开了农作物遥感估产之先河,美国农业部、国家海洋大气管理局、宇航局和商业部合作制定了“大面积农作物估产实验(1974~1978)计划”,组织实施了小麦估产计划,应用先后发射入轨的陆地卫星1~3接收处理出的MSS图像,首先对美国大平原9个小麦生产州的面积、单产和产量做出估算;尔后对包括美国本土、加拿大和前苏联部分地区小麦面积、单产和产量做出估算;接着是对世界其它地区小麦面积、总产量进行估算。调查分析美国、原苏联、加拿大等主要产粮国的小麦播种面积、出苗状况和长势,并利用气象卫星获得的气象要素信息,结合历年统计数据进行综合分析,建立的小麦估产模型精度高达90%以上。1980~1986年,美国又制定了“农业和资源的空间遥感调查”计划,其核心内容仍是主要作物的种植面积与单产模型的研究。进行国内、世界多种粮食作物长势评估和产量预报。中国科学院自然资源综合考查委员会的陈沈斌于1992年8月在美国农业部外国农业局(负责美国以外国家的农作物估产,并建成运行系统)曾见到当月估计的中国小麦、玉米、水稻总产量与后来1993年国家统计局公布的数字差-3.53%、+0.65%和-0.66%。
该项工作,为美国在世界农产品贸易中获得巨大的经济利益[2,4,7,8,9,10,11]。此后,欧共体、俄罗斯、法国、日本和印度等国也都应用卫星遥感技术进行农作物长势监测和产量测算,均取得了一定的成果。例如,欧共体用10年的时间(从1983年开始),建成用于农业的遥感应用系统,1995年在欧共体15个国家用180景SPOT影像,结合NOAA影像在60个试验点进行了作物估产,可精确到地块和作物种类。2002年美国航空航天局与美国农业部合作在贝兹维尔、马里兰用MODIS数据代替NOAA-AVHRR进行遥感估产,MODIS搭载的TERRA卫星是1999年由美国(国家航空航天局)、日本(国际贸易与工业厅)和加拿大(空间局、多伦多大学)共同合作发射的,MODIS数据涉及波段范围广(36个波段)、分辨率(250,500,1000m)比NOAA-AVHRR(5个波段,分辨率为1100m)有较大的进步,这些数据均对农业资源遥感监测有较高的实用价值。ldso等曾运用500~600nm和600~700nm两个光谱区得到的反射值的转换植被指数(TV16)来估计小麦与大麦的单产,获得小麦单产与TV16之间的相关系数为0.78。同年,日本科技公司完成了“遥感估产”项目,可提高平原农业估产的精度,并着眼于对全球进行估产。
而美国已经将遥感技术用于精细农业,对农作物进行区域水分分布评估、病虫害预测等,直接指导农业生产。用卫星遥感方法进行长势监测和产量估算已进行多年,方法已趋于成熟[2,4,7,8,.9,10,11,12,13]。水稻遥感估产以亚洲水稻主要生产国为先行和先进。中国、印度、日本等国家都进行过遥感估产研究且取得较好的效果。Patel和Dash等[14]建立水稻产量和RVI的关系,试验区预报精度达到96.14%。Miller等[15]在分蘖或出穗阶段时,运用比值植被指数通过干物质和单产的关系来估计单产。但在作物灌浆与成熟阶段,由于反射率与总生物量之间并不相关,比值植被指数无法预测水稻的冠层生物量。Wiegand,SSRay认为借助于归一化植被指数NDVI{(NIR-R)/(NIR+R)}可以很好地预测产量[16,17]。
3.2国内遥感估产研究进展情况
从“六五”开始,我国试用卫星遥感进行农作物产量预报的研究,并在局部地区开展产量估算试验。“七五”期间,国家气象局于1987年开展了北方11省市小麦气象卫星综合测产,探索运用周期短、价格低的卫星进行农作物估产的新方法。该项目中,主要是以长期的气象资料为基础,以遥感信息为检验手段,建立了不同地区的遥感参数-作物产量的一阶回归模型。1985~1989年,此项目为中央和地方提供了165次不同时空尺度的产量预报,为国家减少粮食损失达33万t以上,累计经济效益达20亿元。“八五”期间,国家将遥感估产列为攻关课题,由中国科学院主持,联合农业部等40个单位,开展了对小麦、玉米和水稻大面积遥感估产试验研究,建成了大面积“遥感估产试验运行系统”,并完成了全国范围的遥感估产的部分基础工作。通过1993~1996年4年试验运行,分别对四省两市(河北、山东、河南、安徽北部和北京市、天津市)的小麦,湖北、江苏和上海市的水稻;吉林省的玉米种植面积、长势和产量的监测和预报,在指导农业生产及农业决策中发挥了重要作用。特别是解决了一些关键技术问题,为进一步开展全国性的卫星遥感估产提供了重要保证。
【关键词】互联网;农业技术;推广
1前言
随着信息技术的高速发展,我国已经基本实现了网络全覆盖,互联网技术在各行各业中的应用越来越多,并取得了非常不错的效果。由于互联网本身的特点,非常适合应用在农业技术的推广上,不仅可以采用图片、文字、视频的技术推广手段,还可以采用专家在线推广的形式,进一步提高技术推广的效果。
2我国当前农业技术推广体制研究
当前我国在农业技术推广过程中,经常采用人力推广的形式,需要农业技术人员现场进行农业技术推广,让农民更好对相关技术进行接受。这种农业推广模式在过去取得了非常不错的农业推广效果,但随着我国农业科技不断进步,其问题也越来越突出,推广管理制度和运行机制出现了各种各样的问题。此外,我国农业环境比较复杂,很多地区交通非常不便,大大增加了农业技术推广难度,在很大程度上影响了农业技术推广应用。
3互联网在农业技术推广中的应用
随着时代的不断发展,我国的互联网技术不断成熟,在农业生产、收货、运输、销售等环节中都有着比较多的运用,有效提高了农业的智能化和信息化。美国就建立了专门的农业信息数据库,为农业生产提供有效的数据支持。此外,美国还为农业发展研制了3S技术,其主要包括农业遥感技术、地理信息系统、全球定位系统等,让农场主获得更多的田间信息,方便其及时对农业生产进行调整,让农业资源得到更高效的应用。当前我国农业信息技术还处于不断发展的阶段,很多技术还不是很成熟,互联网在农业推广上的应用近年才开始不断增加,并取得了不错的应用效果。
4互联网在农业技术推广中的作用
4.1有效节省人力投入
通过互联网技术的应用,让全球的人和资源有效结合在一起。在我国传统的农业技术推广中,互联网在速度和范围上的优势非常突出。
4.2信息量大,信息的覆盖面比较广
我们可以将农业技术推广和互联网有效结合起来,将科研、教育、推广紧密结合起来,有效提高对科技成果的利用率。在农民技术学习的过程中,一旦遇到了什么不明白的地方,可以直接在网上来搜索答案,更快接收新农业技术,从而实现更好的农业推广效果。
4.3通过互联网可以进行有效的技术交流,进行有效的技术互补
通过互联网的应用,可以形成一个技术交流平台,各类技术人员可以通过该平台来发表自己的技术观点,各种技术问题可以得到及时的解决。此外,不同的农作物其种植方法和技术往往有着非常大的不同,不同地区的农民朋友可以通过互联网平台进行技术交流和优势互补,这对技术的传播和发展,可以起到非常大的作用。此外,很多农业发达地区的农业技术非常先进,这些技术如果依靠传统的传播手段,传播到农业落后地区,往往需要花费大量的时间,通过互联网的应用,可以有效缩短这一时间,落后地区的人们只需要利用网络就能够了解到世界各地先进的农业技术。
4.4精准种田,减少污染
通过互联网技术的利用,可以实现更加精准化的生产,可以及时通过互联网得到天气和温度数据,然后根据这些数据对农业灌溉进行调整,还可以根据土壤中元素的含量,科学进行施肥,有效降低在成本上的投入,提高农业生产投入产出比,还可以通过减少对化肥的使用,来减少环境污染问题,实现农业的可持续发展。当前我国农业生产效率较低,不能合理对化肥进行使用,其根本原因是农民的知识水平不高,不懂得根据外部环境因素,合理对化肥量进行选择。
5相关建议
5.1建立农业技术推广网站或APP网站
农业推广网站在农业知识的传播过程中,发挥着非常重要的作用。为了充分做好农业技术的推广工作,当地农业管理部门,可以根据当地农业技术推广的需要,建立专门的农业技术推广网站,将一些先进的技术到该网站上,定期对农业技术知识进行更新。如果条件允许,还可以请当地著名的农业技术专家,定期到网站来进行座谈,在线和农民朋友进行技术交流,集中解决农民朋友的问题。此外,还可以开放各种在线教育平台,实现在线课堂教学,在教学任务完成后,还可以组织各种农业技术考核工作,让做出突出成绩的农民朋友得到认证,鼓励其做出品牌,并让其将先进经验传播给更多的人。
5.2充分利用各种社交软件进行信息的传播
当前各种信息传播软件非常多,这给开展农业技术的传播打下了一个非常好的基础,可以创建微信公众号、微博号等来定期各种农业技术,及时提醒农民朋友各种农作物的种植技巧,各农民朋友还可以在该平台上进行技术交流,农民只需要一个手机就可以完成农业技术知识的学习。为了让互联网技术在农业技术推广中发挥出应有的作用,应该充分做好宣传工作,让农民朋友掌握在线农业学习的方法。
农业劳动生产率的提高离不开农业技术进步,而农业技术进步又与一个国家的农业研发政策和投资紧密相连。上世纪90年代以前,各个国家的公共研究计划产生了许多重大的研究成果,引发了全球农业技术进步的第一波:“绿色革命”。农业技术作为免费的公共产品,以便于低收入国家的贫困农民自由获取。近30年来,发展中国家的农业公共研发总支出大幅下降,农业研发集中在发达国家,绝大多数发展中国家研发资金总体不足,难以获得农业技术进步。在农业专利技术与农业保护制度等因素的共同作用下,全球农业研发的集结地已经从公共部门转向了跨国公司。农业种植技术的研究从传统的育种理论转向分子理论,跨国公司正领导着农业技术发展的第二波:“基因革命”,由此带来了发展中国家与发达国家的知识差距的逐渐扩大。近年来,许多发展中国家逐渐提高了农业对外开放程度,跨国公司对发展中国家的农业参与程度不断加强。跨国公司不仅通过股权方式的直接投资与非股权方式的订单农业生产、提供投入品促进发展中国家农业技术的传播,而且通过直接参与东道国的农业创新系统激发发展中国家的农业技术创新。
一、发展中国家农业技术停滞的原因
与发达国家相比,发展中国家可能更需要依靠农业技术进步来促进农业生产,但由于经济基础薄弱,农业技术进步存在一些固有的障碍。
(一)缺乏适当的替代技术发展中国家农业部门以传统农业生产方式为主,农业生产中劳动力充足、资本稀缺、生产规模狭小、农民的文化水平和现代生产技术知识有限。跨国公司要把现代部门的生产技术转移到传统部门中去存在很大的“不适宜性”。发达国家的农业生产技术一般是适合大规模农场生产的大型、昂贵、节省劳动的技术,而发展中国家更应该发展如拖拉机、动力耕种机、收割机、水泵等技术简单、费用低廉、不发生劳动替代而提高农业生产率的技术。事实上,并不是所有技术变革都涉及资本对劳动的替代,或在应用它们时要求高级的技术或知识,或引进的费用特别昂贵。例如,用改变种子品种或播种期的办法来提高作物单产就是这种技术。
(二)农业技术信息传播障碍在发展中国家,人们普通受教育程度就比较低。而文化水平较低,没有受过正规教育者更集中于农民。这就给农民接受新技术带来直接的障碍。除此之外,农民生产生活环境恶劣也是重要的影响因素。其一,在大部分发展中国家,多数农业人口位于遥远和闭塞的地区。乡村基础设施不发达,特别是公路与铁路的数量与质量不足。其二,农民的极度贫穷是传播有关新农业技术信息的主要障碍。由于农民负担不起获取较好技术的交通费用,因此他们未能采用较好的技术。在发达国家,农民从官方和私人两种渠道获得技术指导。可以利用来自政府顾问方面的咨询服务(通常是免费的),也可以利用来自现代农业中商业性投入供给者方面的咨询服务。在发展中国家,可利用的农业咨询服务要少得多。农民咨询的第二个来源为私人部门,私人部门的咨询是和销售农业生产资料相结合的。把销售业务和咨询扩展到传统农业部门面临较大的风险和不确定性。传统部门对现入的最初需求难免是小量的,提供这些服务的成本相应较高。到遥远地区为农民提供服务所遇到费用问题和交通困难,使私人企业和政府部门一样地望而怯步。
(三)不能承担采用新技术的风险农民没有采用新技术除了缺乏信息,没有看到采用新技术的利益,还有采用新技术的风险和费用限制。这两个方面是相互关联的,采用新技术的风险包括由于缺乏经验而可能犯错误的费用。传统技术生产率低,边际错误也很低,重复熟练的技术比采用新的不熟练技术可能少犯错误。此外从事农业商品生产的农民还面临农产品销售风险。他们仅为自己的生存从事农业生产,另一些人是部分为自己的生存生产,部分为市场生产。他们中的大部分是贫穷的,负担不起不必要的风险。农民不是西方的企业家,不愿也不能为农业新技术承担风险。
(四)农村信贷市场的缺陷即使有部分农民看到了农业新技术的潜在利益,愿意承担采用新技术的风险,也会面临资金缺乏、贷款困难。农民本身的贫穷收入状况使信贷机构不愿对农民放贷,而金融机构对农民采用新技术的实际风险错误估计也使得对小农的信贷价格偏高。发放给小农的小额贷款其手续费占贷款金额的比例必定高于大批量贷款。因此,传统部门的小农或被银行拒绝发放贷款,或要他们对贷款承担难以接受的条件。他们唯一可以选择的渠道是当地的私人货币借贷者,私人货币借贷者的手续费用可能低一些,但私人借贷包含垄断因素,借款利率高。这些资本市场的缺陷限制了传统部门农民的资本来源,提高了农业资本的价格。
二、跨国公司促进发展中国家农业技术进步的途径
从实践上来看,参与发展中国家农业生产的跨国公司在一定程度上都能够促进东道国农业技术进步。跨国公司转让先进农业技术的途径主要有四种:外国直接投资(FDI)、订单农业、提供农业投入品、参与东道国农业创新系统。
(一)跨国公司通过农业FDI转让技术跨国公司利用它们技术上的所有权优势通过FDI参与农业生产,引入了一系列增加产量和提高劳动生产率的硬技术和软技术,成为发展中国家新的可替代技术的重要来源。跨国公司在东道国的直接生产必然在一定范围内增加当地的农业基础设施投入,降低了当地农民获取信息的交通成本。此外,通过示范效应和培训使当地农民克服了技术知识的认识障碍,促进农业劳动生产率的提高。例如在亚洲,外国投资的一些农业项目效率更高,种类更新,技术和设备更先进,帮助发展中国家提高了劳动生产率。例如,中国的外国投资农业生产项目引进了10万种动物和植物胚质资源,及大量的先进的和实际的技术。重大的技术包括:塑料地膜技术、旱稻种植技术,农业遥感技术、麦秆氨化技术、新鲜水果和蔬菜加工技术。在越南,糖生产、蔬菜和水果种植与加工、重新造林等方面的外国投资项目带来了重要的技术转让,包括引入许多高产量的植物和动物物种。
(二)跨国公司通过订单农业转让技术农业价值链下游阶段的跨国公司如食品加工企业,零售业跨国公司通过与发展中国家东道国当地农民签订合同确保农业投入品的供应,形成订单农业。为了获得高质量、低成本的产品,农业跨国公司通常给当地农民提供技术援助、种子、化肥,还有其他带有技术和诀窍。另外,跨国公司还提供高效的扩展服务。为了引导当地农民生产高附加值、高知识密集度农产品并增加收入,跨国公司就会帮助当地参与订单农业计划的农民克服技术障碍。参与跨国公司的订单农业的签约农民也由于跨国公司间接的担保作用,更易于从金融机构获得贷款用于农业生产,在一定程度上克服农村信贷市场的不足。比如,百事可乐公司给它的订单农业签约农民免费提供了许多农用设施和杂交种子、小植株和农产品加工诀窍。百事可乐公司在印度卡德伯里有一支收割和扩展服务队为潜在的和现有的供应商在种植、收割、质量控制和作物移植后的照料方面提供培训。在几内亚,Olam公司(新加坡)为农民提供所有投入品,包括取得环保认证的除草剂、作物保护化工品、肥料和喷雾剂,并由公司的附属机构经营进行农业育种的模范农场。通过跨国公司参与订单农业向东道国转让技术,粮食加工和贸易的跨国公司能引导生产率的提高和增加产量。有时这种作用非常巨大。例如,1989年跨国公司进入印度之前,印度的Punjab国有公司土豆产量是每公顷16吨。到1999年,外国加工附属机构的供应商土豆产量是每公顷52吨。类似地,印度北部外国跨国公司参与订单农业经营的一个案例研究表明,订单农业的签约农民种植土豆的产量比没签约农民的产量高出64%。[3,4]但是,大型跨国公司通过订单农业转让技术更多发生在高附加值的农作物品种生产中,较小发生在传统的粮食作物生产中。
(三)外国种子公司转让的技术跨国公司在带给当地农民体现在种子、农用化工产品(化肥和杀虫剂)和农用机械等有用的技术方面起到很重要的作用。发展中国家种子产业因发达国家的跨国公司国外经营而创立,当地种子生产企业也由此而诞生。[6]例如,在乌干达,14个大的种子企业拥有当地的附属机构,其中孟山都(Mon-santo美国)公司从事的杂交玉米种子贸易,对当地玉米产量的提高起到了重要作用。孟山都公司供应的所有玉米种子都是可再植的,但是也有些跨国公司提供的种子不能再植。这就意味着农民必须从供应商那里购买,增加了当地农民对跨国公司提供投入品的依赖性。跨国公司对基因工程方面的研究有助于解决发展中国家贫困农民面临的问题,但它们的作用潜力远还没有实现。因为大多数基因食品对环境和人类健康的长期影响方面目前尚无法完全界定清楚,在全球范围还存在许多争议。2008年,发达国家(主要是美国和加拿大)种植的转基因农作物达到1•25亿公顷,占据了全球的主要份额。[6]只有六个发展中国家即阿根廷、巴西、中国、印度、巴拉圭和南非,种植了100万公顷以上的转基因作物,只有三个非洲国家曾经种植过这类作物。
(四)跨国公司参与东道国的农业创新系统跨国公司在温带发达国家创造的先进农业生产技术必须进行适应性研究才能转让并应用于大部分处于热带地区的发展中国家。另外,跨国公司在东道国设立的附属机构有时会引导发展中国家特定地区的作物、土壤和水研究,开发出可持续发展的和适应性好的农业生产系统。发展中国家农业创新系统的组织构成是多元化的,参与者包括公共研究机构、私有企业(国内或国外)、个体农民、各种政府机构和管理机构。当它们从事当地农业生产的研发活动时,跨国公司成为主要的参与者并以多种方式影响这个系统的效率和绩效。第一,跨国公司的研发支出增加了发展中国家的农业研发活动。在拉美国家,有些国际种子和农用化工产品的生产商如巴夫斯(BASF德国),杜邦(Dupont),孟山都(Monsanto美国),诺华(No-vartis瑞士),先锋(Pioneer日本)和先进达(Syn-genta瑞士)等公司,积极引导农业研发活动,奇奎塔(Chiquita美国),地扪(DeMlonte菲律宾)和都乐(Dole)等跨国公司也是如此。[8]在中国,先进达公司建立了四个种子研究和示范基地和一个作物保护技术中心,2008年在北京建立了第六个全球研发中心。第二,跨国公司参与农业研发活动增加了经济部门革新系统中私有企业部门的重要性。发展中国家农业革新系统的一个共同弱点是缺乏创新性企业。比如,在拉美国家,公共部门承担了绝大部分农业研发活动,大多数国内私有企业把它们的研发活动外包给政府机构或大学,或者从国外进口农业技术。外国投资者跨国公司的进入对农业的企业研究作出了重要贡献。例如,在拉美国家(如阿根廷和巴西)与亚洲国家(包括中国、印度、马来西亚和泰国)。第三,跨国公司的参与创造了学习的机会和知识外溢的渠道,并为当地企业与全球创新系统建立了联系。例如,许多发展中国家的公共研究机构面临制度约束,抑制了它们的效率和吸引资金的能力。这些公共研究机构能够从跨国公司的知识外溢中获益,并通过引入合适的商业化的研发活动来激活它们未被充分利用的革新潜力。这样,发展中国家的公共研究机构和跨国公司之间就可以发展出几种国际公私合作方式。而发展中国家政府的适当政策对培养这种关系起到了重要作用。在多样化的农业创新系统中,农业扩展服务和私有企业(国内和国外)帮助农民在农业生产和相关下游生产活动中识别市场机会,并帮助他们与专业知识与投入品提供商建立联系以便抓住市场机会。跨国公司通过把当地农民和其他农业实体同跨国公司的全球知识网络建立联系,跨国公司的当地附属机构通过这种联系把农业生产的新技术转让给参与进来的当地农民。这种全球知识网络联系成为传统农业扩展服务传递农业技术的重要补充。瑞士先进达公司在中国山东寿光建立重要的蔬菜生产和出口基地正是如此。不管跨国公司是否参与当地农业生产与革新,东道国的制度和政策能够影响技术转让的程度和农业革新系统的效率。从国际上来看,农业研发集体行动方式的改进和联合机构的投资增加十分关键。政策制定者也必须决定怎样最好地利用跨国公司来领导和传播农业生产技术。已经具备入门级技术能力的东道国国内农业实体更容易从技术转让和知识外溢中受益。农民可以通过订单农业受益,公共研究机构通过合作研究受益。为了应对粮食危机,发展中国家最大的挑战是怎样为公私合作创造激励以促使公共部门利用跨国公司开发的技术来克服贫困农民的问题,尤其是种植非经济作物农民的问题。
三、跨国公司传播农业技术的限制与发展中国家的对策
跨国公司主导了农业技术革命第二波:“基因革命”,并通过参与农业国际生产来转让和传播农业先进技术。包括种子公司和农产品加工贸易公司的多种类型跨国公司的参与,有助于发展中国家克服农业技术进步的障碍。但是,跨国公司与发展中国家东道国基于不同的利益主体在农业技术传播过程中存在着固有的限制。