如何解決極端天氣威脅糧食安全這一全球挑戰(zhàn)？發(fā)展以“人工智能（AI）+農(nóng)業(yè)”為代表的氣候智慧型農(nóng)業(yè)或是一個(gè)突破口。

極端天氣頻發(fā)加劇糧食危機(jī)

《全球糧食危機(jī)報(bào)告》顯示，2023年面臨嚴(yán)重糧食不安全問題的人數(shù)比上一年增加約2400萬，已連續(xù)5年增長(zhǎng)。2030年實(shí)現(xiàn)消除饑餓的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)面臨巨大挑戰(zhàn)。

世界糧食計(jì)劃署指出，全球有數(shù)量龐大的饑餓人群，他們是易受氣候沖擊影響的脆弱群體。對(duì)于非洲、亞洲和拉丁美洲的上百萬脆弱人群來說，氣候變化引發(fā)的自然災(zāi)害會(huì)迅速帶來糧食和營(yíng)養(yǎng)危機(jī)。在過去10年間，世界糧食計(jì)劃署有近一半的緊急工作和恢復(fù)工作是為了應(yīng)對(duì)與氣候相關(guān)的災(zāi)害，總成本達(dá)到230億美元。

亞洲的農(nóng)業(yè)用地僅占世界五分之一，卻要養(yǎng)活世界一半以上的人口。氣候變化和糧食價(jià)格上漲威脅著地區(qū)的長(zhǎng)期糧食安全，已有超過10億人無法獲得足夠的糧食，聯(lián)合國(guó)稱之為“前所未有的糧食緊急情況”。

當(dāng)前，非洲南部大部分地區(qū)正經(jīng)歷嚴(yán)重旱災(zāi)，導(dǎo)致農(nóng)作物大量減產(chǎn)。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，今年1月下旬至2月，南部非洲降雨量是40年來的最低水平。聯(lián)合國(guó)人道主義事務(wù)協(xié)調(diào)廳4月發(fā)布報(bào)告稱，目前南部非洲有近2000萬人面臨糧食危機(jī)。

在美洲，勞動(dòng)力短缺也威脅著農(nóng)業(yè)發(fā)展。農(nóng)民正在變老，許多人無法承擔(dān)繁重體力勞動(dòng)，但年輕一代卻選擇涌入城市。勞動(dòng)力不足，人力成本不斷上漲，農(nóng)作物產(chǎn)量逐步下降。

全球性的糧食危機(jī)日益嚴(yán)峻，但世界人口總量卻在不斷攀升。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織報(bào)告，到2050年，全球必須多生產(chǎn)60%的糧食來養(yǎng)活全世界93億人口?？紤]到目前的糧食產(chǎn)業(yè)挑戰(zhàn)，用常規(guī)的農(nóng)業(yè)手段來達(dá)成這個(gè)目標(biāo)“可能會(huì)很棘手”。

此外，近年全球氣候變化使得局勢(shì)進(jìn)一步惡化，極端天氣對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的沖擊是全方位的。氣溫上升、降雨模式改變、旱澇頻發(fā)等現(xiàn)象，不僅導(dǎo)致農(nóng)作物生長(zhǎng)周期被打亂，還加劇了病蟲害蔓延，令農(nóng)業(yè)生產(chǎn)變得更為艱難，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式已經(jīng)難以應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。

聯(lián)合國(guó)秘書長(zhǎng)古特雷斯今年4月發(fā)表視頻講話時(shí)強(qiáng)調(diào)，“全球糧食危機(jī)需要全球采取緊急應(yīng)對(duì)措施”，并呼吁貫徹落實(shí)轉(zhuǎn)變糧食體系的行動(dòng)號(hào)召。在這一方面，“AI+農(nóng)業(yè)”為破局做好了準(zhǔn)備。

“AI+農(nóng)業(yè)”如何破局

盡管“智慧型農(nóng)業(yè)”不是一個(gè)全新的概念，但在過去幾年，AI結(jié)合農(nóng)業(yè)的發(fā)展與迭代飛速推進(jìn)。英國(guó)廣播公司（BBC）近日?qǐng)?bào)道稱，據(jù)估計(jì)，截至2021年年底，美國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)87%的企業(yè)都以某種形式使用了AI。美國(guó)聯(lián)邦政府目前也正密切關(guān)注這項(xiàng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的發(fā)展，為加快在全國(guó)范圍內(nèi)開發(fā)和部署AI提供財(cái)政支持。

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)研究員李文娟接受中青報(bào)·中青網(wǎng)記者采訪時(shí)表示，“AI+農(nóng)業(yè)”可以視為智慧農(nóng)業(yè)的一部分，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍非常廣，能為農(nóng)業(yè)提供強(qiáng)大支撐。

李文娟介紹，目前，“AI+農(nóng)業(yè)”的應(yīng)用主要集中在三個(gè)領(lǐng)域：農(nóng)田的精準(zhǔn)管理、對(duì)智慧農(nóng)機(jī)的應(yīng)用以及對(duì)氣候的前瞻預(yù)測(cè)。

美國(guó)《福布斯》雜志近日?qǐng)?bào)道稱，農(nóng)田蟲害每年至少造成700億美元的損失，土壤退化影響了地球上近33%的土壤，導(dǎo)致約4000億美元的損失。采用基于數(shù)據(jù)和大模型的AI系統(tǒng)可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，精準(zhǔn)反饋農(nóng)作物實(shí)時(shí)狀態(tài)，幫助農(nóng)民更好地規(guī)劃農(nóng)田?！氨热缤ㄟ^監(jiān)測(cè)農(nóng)田不同部分的長(zhǎng)勢(shì)，施用不同比例的肥料；也能及時(shí)識(shí)別、發(fā)現(xiàn)病蟲害，指導(dǎo)農(nóng)民打藥；還能監(jiān)測(cè)和分析土壤狀況，反饋?zhàn)魑镉盟枨?，指?dǎo)農(nóng)民優(yōu)化灌溉。”李文娟解釋說，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，不僅能使作物得到更精細(xì)化管理，也能減少化肥、農(nóng)藥、水源等資源的用量，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。

李文娟指出，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中作物播種、收割等都要靠人力，但結(jié)合AI技術(shù)的智慧農(nóng)機(jī)，可以節(jié)省很多人力成本，更加高質(zhì)高效。例如無人機(jī)打藥、智慧農(nóng)機(jī)一體化施肥、收割等技術(shù)已經(jīng)在中國(guó)和全球多地推廣，“減輕了農(nóng)民的工作量”。

人類科技發(fā)展至今，氣候始終是農(nóng)業(yè)發(fā)展最為關(guān)鍵的一個(gè)因素，“靠天吃飯”在不少國(guó)家和地區(qū)仍是常態(tài)。英國(guó)廣播公司（BBC）日前報(bào)道稱，美國(guó)硅谷人工智能初創(chuàng)企業(yè)“Climate Ai”正在研發(fā)一個(gè)人工智能平臺(tái)，該平臺(tái)能夠評(píng)估未來20年農(nóng)作物對(duì)氣候變暖的抵抗力，幫助農(nóng)民規(guī)劃和管理農(nóng)作物。

李文娟介紹，正如“Climate Ai”基于數(shù)據(jù)和大模型提供的天氣預(yù)測(cè)，AI對(duì)全球農(nóng)民應(yīng)對(duì)天氣變化的指導(dǎo)意義是巨大的。同時(shí)，AI還可以指導(dǎo)科學(xué)育種，“因?yàn)闅夂蜃兓诙唐趦?nèi)是一個(gè)不可逆的情況，我們能做的是一方面預(yù)測(cè)和預(yù)防，另一方面，就是基于這一時(shí)期的氣候特征和變化規(guī)律，研究一些更具適應(yīng)性和韌性的作物品種，比如抗高溫或者抗旱品種?！崩钗木瓯硎荆瑸榱丝焖倥嘤@類作物，就需要提升育種的品種篩選效率，“我們可能需要在某些地區(qū)大量實(shí)驗(yàn)育種，通過AI技術(shù)，就可以快速獲取作物的表型參數(shù)，更加高效精準(zhǔn)地選育品種，抵抗氣候變化。”

土地上的新技術(shù)“藍(lán)?！?

根據(jù)美國(guó)市場(chǎng)調(diào)查與咨詢公司“Markets and Markets”發(fā)布的最新報(bào)告，全球農(nóng)業(yè)人工智能市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從2023年的17億美元增長(zhǎng)到2028年的47億美元；預(yù)計(jì)從2023年到2028年將以23.1%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。該市場(chǎng)的增長(zhǎng)歸因于人工智能在農(nóng)業(yè)方面優(yōu)于傳統(tǒng)做法的優(yōu)勢(shì)。在預(yù)測(cè)期內(nèi)，人工智能在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展，如無人機(jī)分析、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)機(jī)器人，預(yù)計(jì)將為市場(chǎng)創(chuàng)造增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。

事實(shí)上，“AI+農(nóng)業(yè)”的實(shí)踐正在全球范圍內(nèi)迅速推進(jìn)。英國(guó)廣播公司（BBC）6月13日?qǐng)?bào)道，位于愛達(dá)荷州的美國(guó)面粉公司Shepherd’s Grain（牧羊人谷物）從去年開始借助“Climate Ai”的人工智能技術(shù)幫助農(nóng)民更好地管理作物生產(chǎn)。報(bào)道稱，“Climate Ai”可結(jié)合一段時(shí)期的衛(wèi)星圖像、溫度和降雨等數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，為農(nóng)民提供從1小時(shí)到6個(gè)月不等的天氣預(yù)報(bào)，并建議何時(shí)種植和收割特定作物，預(yù)測(cè)其產(chǎn)量。面粉公司首席執(zhí)行官杰里米·邦奇表示，“農(nóng)民開始依賴‘Climate Ai’來幫助他們計(jì)劃小麥作物的管理決策。對(duì)天氣的前瞻性預(yù)測(cè)幫助種植者決定種植哪種作物。該平臺(tái)知道何時(shí)種植，以及作物何時(shí)開始開花和結(jié)籽?！薄癈limate Ai”舊金山負(fù)責(zé)人希曼舒·古普塔表示，“Climate Ai”的目標(biāo)是幫助全球的農(nóng)民和食品公司應(yīng)對(duì)氣候變化的挑戰(zhàn)。目前，該技術(shù)的應(yīng)用范圍已從美國(guó)拓展到加拿大、澳大利亞和拉丁美洲。

除了“Climate Ai”外，還有許多科技企業(yè)也將科研方向錨定“AI+農(nóng)業(yè)”領(lǐng)域?！笆澜缃?jīng)濟(jì)論壇”的一篇文章指出，德國(guó)拜耳集團(tuán)開發(fā)了一套面向企業(yè)客戶的數(shù)字解決方案，提供有關(guān)農(nóng)作物健康、天氣預(yù)報(bào)、作物生長(zhǎng)跟蹤等方面的服務(wù)。印度農(nóng)業(yè)科技初創(chuàng)企業(yè)BharatAgri為該國(guó)1.4億個(gè)農(nóng)民家庭提供一系列以AI技術(shù)為主導(dǎo)的解決方案。農(nóng)民可以了解農(nóng)田的生產(chǎn)力不足，并獲得種子、肥料和殺蟲劑，以提高作物產(chǎn)量。該公司每月獲得超過3.5萬份咨詢訂單。

中國(guó)的“AI+農(nóng)業(yè)”應(yīng)用也正以前所未有的速度推進(jìn)。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)去年10月發(fā)布“神農(nóng)大模型1.0”，標(biāo)志著我國(guó)農(nóng)業(yè)科技領(lǐng)域AI應(yīng)用獲得重要突破。近日，由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院團(tuán)隊(duì)研發(fā)的AI輔助決策模型首次在戶外大田“一展身手”。各類AI大模型的蓬勃發(fā)展，為中國(guó)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展注入了全新動(dòng)力。

李文娟曾長(zhǎng)期在法國(guó)智慧農(nóng)業(yè)界工作，據(jù)她觀察，中國(guó)的“AI+農(nóng)業(yè)”發(fā)展雖然起步階段并不在領(lǐng)先位置，但發(fā)展速度極快，特別是無人機(jī)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，大大降低了技術(shù)拓展成本。“我國(guó)還有一個(gè)最大的優(yōu)勢(shì)就是土地多，市場(chǎng)規(guī)模大，相較于其他耕地面積較少的國(guó)家，我們的進(jìn)步速度要快很多?！崩钗木暌蔡嵝颜f，“AI+農(nóng)業(yè)”的發(fā)展前景雖然十分廣闊，但也需要注意伴隨而來的各類問題，“特別是數(shù)據(jù)安全”?！稗r(nóng)作物數(shù)據(jù)涉及國(guó)家糧食安全，在使用相關(guān)企業(yè)服務(wù)時(shí)，一定要注意信息安全。在世界‘AI+農(nóng)業(yè)’發(fā)展你追我趕的當(dāng)下，掌握自身核心技術(shù)尤為重要?！?

（編輯：月兒）