乡村振兴与农业工程学科创新

　　摘要：乡村振兴作为农业农村现代化的长期目标和全方位发展过程，为涉农学科提供了空前巨大的创新与调整空间。该文旨在探讨农业工程学科在这一新的历史机遇与挑战面前，如何确定学科调整与优化的方向，为乡村振兴战略的实施提供有力的科技与人才支撑。

　　近年来，以新工科、新农科建设为标志的新一轮学科布局调整，十分注重引入新技术与产业革命成果，用信息、数字技术和人工智能改造、提升传统工科和农科；相对而言，针对乡村振兴引发的农业农村现代化道路扩展与发展形态变革对学科创新的需求则重视程度不足。农业工程因其对农业农村现代化的特殊与关键性作用，理应更重视社会经济发展模式与结构调整对学科创新的影响及其对应关系。当前形势下，农业工程学科创新应重点关注以下几方面的问题：

　　1）乡村振兴战略的实施为农业工程学科的创新与拓展开辟了新空间，提出了新要求；

　　2）农业工程技术体系的开发推广将从以农业生产领域为主向依托农业农村资源而形成的多产业融合领域延伸；

　　3）农业工程人才培养与科研体系建设要面向乡村生产生活和生态系统构建的全领域全过程；

　　4）农业农村各产业及区域系统性建设要与城乡融合发展和推进农村治理体系与治理结构现代化的需求对接。

　　现阶段，关于农业工程学科创新与扩展的新领域和新方向，在下述几个方面存在十分紧迫的现实需求：

　　1）农村电子商务工程；

　　2）乡村景观营造与维护工程；

　　3）乡村新业态生产空间营造；

　　4）乡村生态环境工程；

　　5）乡村社会经济管理与治理体系和治理结构系统工程。

　　关键词：乡村振兴；农业工程；学科创新；重点方向；新农科

　　0引言

　　现代意义上的学科是16世纪文艺复兴之后开始出现的，经17、18世纪的科学革命，特别是第一次产业革命后，综合性的知识体系逐渐以相对独立的研究对象和产业领域加速分化，不断演化发展为不同门类的学科体系[1-2]。相比以其他工业领域为研究和服务对象的一般工程类学科而言，农业工程成为具有完整体系的学科的历史并不很长，1907年美国农业工程师学会的建立被认为是农业工程作为学科的开端[3]。一百多年来，在科技革命、产业革命和社会发展形态与结构变革的推动下，农业工程经历了一系列学科调整、完善和创新的过程。从世界范围来看，今天的农业工程学科已从早期以提高农业劳动生产率为重点的农业机器、动力、设施和工具系统的开发研究，逐步扩展到了更加广泛的动植物环境工程、农业生态系统、农村能源综合开发与利用、生物系统工程、农业航空、农副产品加工、水土保持与灌排系统、农业机械化、电气化、自动化、信息化、智能化、农用机器人和综合农业系统及其管理工程等领域[4-6]。而且，这种学科调整与扩展的趋势仍在不断强化。当下，农业工程学科正在迎来一个新的发展阶段，面临着又一次大调整、大变革和大发展的历史机遇。

　　1对新一轮学科调整的分析与回顾

　　众所周知，学科专业发展及其分化调整和改革创新的主要推动力来自3个重要方面：

　　1）科学知识的积累式爆发增长和革命性的新知识体系的产生[7-8]；

　　2）多学科交叉融合与相关产业、工程和技术在理论和方法上的突破而引发新的技术革命[9-10]；

　　3）社会经济发展形态和产业结构发生重大调整，发展模式出现巨大变化[11]。进入21世纪以来，人类社会在生命科学、信息科学、认知科学和材料科学等多个领域都出现了重大突破；与此同时，数字技术、计算机及信息网络技术、纳米与材料工程、细胞与生物医学工程以及人工智能、大数据技术等新技术引领了全方位的产业革命和技术进步，由此催生了一大批新兴交叉学科的产生，为新一轮学科调整与创新注入了强大动力。更为重要的是，正面临着重大社会转型和经济形态与产业结构的全面升级，农业农村现代化进程全面提速，式的现代化道路与模式不仅引起世界性的关注，而且成为未来发展的现实课题。乡村振兴战略正是在这样的时代背景下提出来的，可以说农业工程新一轮学科调整与创新的各种促进因素出现了历史性的汇集，时代呼唤其学科体系的扩展与创新。

　　2乡村振兴战略的实施为农业工程学科的创新与拓展开辟了新空间，提出了新要求

　　乡村振兴战略立足从根本上解决城乡差别和乡村发展不平衡、不充分的问题，从较长的历史跨度上全面规划了农业农村现代化的阶段目标、发展方向、主要任务、实现路径和措施保障。其布局之宏大，体系之全面，任务之明确，内涵之深刻，都是前所未有的。乡村振兴是一个整体性概念，也是一个层次分明的政策体系，其内在逻辑十分清晰。即农业农村现代化是总目标；农业农村优先发展是总方针；产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕是总要求；建立健全城乡融合发展体制机制和政策体系是制度保障；产业振兴、人才振兴、文化振兴、生态振兴和组织振兴是总任务[16]。它所展示的战略全景与建设路线与以往的“三农”工作方针政策相比，既有继承性，又有扩展性。其中，一个较大变化是把对涉农领域的发展要求和实现现代化的目标任务从以单一的农业产业为主扩展到了农村经济社会发展的全域和全局；把解决“三农”问题的资源依托从过去的耕地、草场、养殖水面等经济资源层面扩展到了整个乡村国土空间；把推进传统农业改造的历史任务和责任范围从过去生产和经济领域为主扩展到了农村生产、生活、生态的全领域与全过程；把农业产业化和乡村城镇化的发展路线从传统的工商业向农业、城市向农村的单向流动转变为一二三产业融合，城乡协同发展；把以经济发展为中心的农业农村管理体系拓展为经济、社会、生态综合协调的现代治理体系与治理结构建设[17-18]。如此广泛而深刻的重大战略调整和宏大发展格局，对相关的高等教育和专业学科建设产生了巨大影响和全方位的推动；自然也为农业工程科技创新与专业拓展提供了长久的外在推力与内生动力，为农业工程人才培养与科学技术体系重构开辟了广阔的发展空间。

　　3农业工程技术体系的开发推广将从农业生产领域向依托农业农村资源而形成的多产业融合多业态叠加延伸

　　产业兴旺是实现乡村振兴的首要条件，这既包括农业产业的兴旺，也涵盖了一切衍生于乡村生产空间之上的其他产业和新生业态。现有农业工程技术手段，已经广泛运用于种植业、养殖业和设施农业领域，并为各种农业生产活动提供了大量农业机械、装备、设施和农村能源综合利用技术，这对提高农业劳动生产率、土地生产率、资源利用率和保障粮食安全发挥了重要作用[19-21]。但是，由于资源禀赋和发展条件的限制，受制于人多地少、区域发展不平衡，农业劳动力向非农产业转移，实现充分就业的制约因素仍然较多，整体的工业化和农业现代化进程尚末完全实现。在这种情况下，小农户经营模式将在许多地区长期存在。无论从全国平均水平，还是经济发达地区来看，农业劳动生产率仅是第二和第三产业的20%左右，农业产业增加值占比与农业就业劳动力占比长期保持着3倍以上的巨大差距（表2）。乡村振兴战略把产业兴旺放在未来农村发展要求的首要地位，就是基于现阶段大部分地区单纯依靠农业产业提高劳动生产率和增加农民收入的空间极为有限，农村劳动力大规模向城镇与非农产业转移的条件和通道并不通畅的现实，提出了依托农业农村各种资源，全面发展多产业融合、增加各种农业生产空间上的新业态、延伸和拓宽农业产业链的新要求。

　　当前，依托农业农村资源发展多产业融合多业态叠加和延展农业产业链的方面很多。例如，农村电子商务已经成为实现农产品消费需求与生产供给直接对接的新兴产业，它极大地缩小了农产品走向各类消费市场的空间距离，降低了农产品交易成本和生产风险。2019年，全国县域电商零售额为30961.6亿元，农产品网络零售额达到2693.1亿元[22]。农村电商融合了农产品从生产到初级加工、分级、包装、仓储、物流、销售及服务配套等全产业链，迫切需要农业工程学科在农村信息通讯、电力系统和物流基础设施建设等方面提供科技和人才保障；在电子交易平台建设、农产品加工及质量标准化体系和品牌建设、仓储物流体系等环节为农村电子商务的发展提供全面的技术与人才支撑。

　　4农业工程人才培养与科研体系建设要面向乡村生产生活和生态系统构建的全领域全过程

　　乡村振兴战略的展开已将解决“三农”问题的视野从以农业产业为主扩展到了乡村全产业；从以农业生产领域为重点，扩大到了乡村生产、生活、生态的全方位和全过程。其重要特征是把乡村国土空间作为农业农村现代化的资源依托与产业开发对象，推动一二三产业融合，城乡一体化协同可持续发展[25-26]。与此相对应，其对农村劳动者的整体素质和管理者队伍的知识结构也必然提出新的要求；对支撑其高效运转的生产技术体系也一定会产生更为广泛多元的知识供给与科学技术创新需求。

　　乡村振兴战略在实践中的另一个特点是既突出“产业兴旺”这个关键点，又兼顾“生态宜居、治理有效、乡风文明、生活富裕”这些发展面；既强调产业融合、城乡一体、生产生活生态体系综合治理，也注重农业农村优先发展，保障粮食安全和食品安全；既有对加快推进农业农村现代化的目标落实与措施配套的布署，又提出了在农业生产条件改善，提高劳动生产率、资源开发利用率，农民收入增长，乡村居住环境改善，基础设施建设，自然生态保护与利用，乡村社会治理体系与治理能力建设等方面协调统筹的明确要求[27-29]。因此，对于农业工程学科来说，这些新问题的出现都是难得的历史发展机遇。因为，乡村振兴战略对上述领域新知识、新技术、新学科的广泛需求，在很多方面都离不开农业工程学科为其提供可靠的人才与科学技术供给。在具体的学科建设与创新实践中，这种学科专业的拓展与改革也必然对应着新专业的开设，新的课程体系和科研方向的增加，以及相应的人才培养方式上的调整与完善。

　　近年来，许多地区已经提出了如何把绿水青山变成金山银山；如何依托农田原野与村舍庭院发展乡村休闲观光与文化创意产业；如何使乡村的“生态宜居”突破原有村落规制，按照“产业兴旺、生态宜居、治理有效”的要求重新规划布局等问题。5农业农村各产业及乡村系统性建设要与城乡融合发展和推进治理体系与治理结构现代化的需求对接乡村振兴战略的实施不仅需要“硬科技”的支撑，也离不开“软科学”的助力。农业工程学科体系中原本就包含着与农业、经济、资源环境和管理科学理论学科分支；也涵盖了对农村区域发展进行战略规划与政策分析的研究方向及相关课程[30]。这些学科、专业和课程就是为解决农业现代化建设和农村发展过程中的组织构建、工程实施、技术路线设计与设施设备优化配置等问题而设置的。如利用运筹学、控制理论、经济计量学、系统分析、投入产出分析、系统模拟等理论和方法，研究农业农村区划规划、发展战略和农业生产力布局；农机具优化设计与合理配套配备；村镇规划、农村建筑设计、土地合理开发利用、水利工程设计及优化等[31-32]。而乡村振兴战略的实施则在更大范围内提出了对相关交叉学科和新兴学科的知识需求，为农业工程学科与其他学科的融合以及新学科方向的孕育创造了广阔发展空间和有利条件。从乡村振兴战略所提出的发展目标与重点任务来看，未来与农业工程科学技术运用、工程项目规划建设、组织管理体系构建和发展战略与政策分析相关的“软科学”范畴将进一步扩大[33]。特别是在乡村多产业融合多业态叠加、新型乡村生产空间营造、农村文旅休闲康养产业规划设计、基础设施配套、村容村貌改造、农村基层政务系统与社会管理系统运行管理和新型乡村社区规划建设等方面，将出现农业工程学科与生态科学、环境科学、地学、艺术设计学、法学、社会学等不同学科的广泛交叉融合，从而形成对原有农业工程学科体系扩展与创新的有利条件和广泛需求。

　　乡村振兴战略对未来农业农村现代化在经济、社会、文化与生态建设的各领域都提出了明确的发展目标，规定了重点任务、技术路线和时间进程。农业工程学科发展必须要与乡村振兴的总体规划和布署有效对接，并在广阔的国土空间上，分区域、分阶段、有针对性地面向丰富多样的现实需求和具体的发展环境条件，遵循学科创新内在的发展规律进行调整、改革和完善[34]。目前，各高校积极推进的新工科与新农科建设规划，正是农业工程学科在新的历史条件下创新发展的有利时机。与其他工程技术学科相比，农业工程学科不仅与生命科学、环境科学、生态学这些自然科学领域的学科有着广泛的交叉融合，而且与经济学、管理学、社会学、法学和艺术科学等也有诸多的交叉点。这是因为其科学体系的研究与应用对象，既包括具有自然属性的土地、气象、江河湖海、动植物等，也包括诸如农业现代化、城镇化、信息化，乡村经济社会组织运作模式和优化管理，乡村生产空间、生活空间与生态空间的营造及运作等社会科学范畴的课题。这就更加突显了农业工程学科人才培养规格和知识体系结构的特殊要求，也映衬了其对乡村振兴战略全面实施所担负的重大责任与历史使命。6乡村振兴视域下农业工程学科创新的重点方向通常情况下，由新的科技革命引发的学科交叉融合，更多地体现在学科的内部结构与技术体系、研究手段和方法工具系统的升级改造方面，相应的学科创新和调整并不改变学科研究对象性质或产业服务的领域范畴。而由于社会发展形态、经济结构调整和动力机制变革带来的学科调整与扩展，首先改变的是学科研究对象范围与性质，以及学科服务领域的扩大、知识体系的重构和方法手段的升级。在许多情况下，还会出现学科变革与创新的多种动力机制相互交叉和融合共存的局面[35-36]。

　　总体来看，目前农业工程学科现有专业和二级学科研究方向在应对乡村振兴战略需求和主要任务的科技支撑上，还存在着短板和支撑能力不足问题。针对未来农业农村现代化道路拓展、资源依托范围扩大、城乡触合发展、多产业融合多业态叠加、乡村生产生活生态系统耦合关系、乡村治理体系与治理能力现代化建设等新事物，农业工程的整体学科体系需要扩展自身的知识体系与研究方向，在人才培养上需要构建新的体系。因此，根据现有的学科基础，在“十四五”期间农业工程学科创新可在以下几个方面展开。

　　结论

　　从乡村振兴战略实施三年多来的实践和下一阶段（“十四五”直至2035年）所确定的发展目标，以及新工科、新农科建设的基本原则与改革方向看，当前农业工程学科创新和总体布局的规划还需要做进一步的综合系统分析。下一阶段的学科专业増设与调整，既要注意吸收新技术革命在信息网络技术、大数据、人工智能、生物工程和材料科学技术等领域的新成果，改造和调整原有学科专业结构，升级和淘汰老旧学科和专业；更要深入解析乡村振兴战略实施在不同时期和不同区域对现代工程和管理技术及其人才需求的特征，面向农业农村现代化的全方位需要与社会经济形态的转型升级，布局新工科、新农科的创新与改革。农业工程学科创新将是一个长期和持续的过程，它需要紧扣时代脉搏，融汇最新的科学发现，博采其他学科的新思想、新技术、新方法之精华，不断适应乡村振兴社会经济与发展的广泛需求，在创新与完善中保持自身旺盛的学科生命力，为农业农村现代化和人类社会的科技进步做出更多更大的贡献。

　　[参考文献]

　　[1]比彻[英]，特罗勒尔[英].学术部落及其领地：知识探索与学科文化[M]//唐跃勤，蒲茂华，陈洪捷，译.北京：北京大学出版社，2008.

　　[2]罗伯特·金·默顿[美].十七世纪英格兰的科学、技术与社会[M]//范岱年，吴忠，蒋效东，译.成都：四川人民出版社，1986：3.

　　[3]李成华，石宏，张淑玲.美国农业工程学科发展及人才培养模式分析[J].高等农业教育，2005，5(5)：89-91.

　　[4]魏秀菊，王应宽，王柳，等.跟踪学科前沿，引导学科发展：《农业工程学报》的发展探索[J].农业工程学报，2006，22(3)：171-175.WeiXiuju,WangYingkuan,WangLiu,etal.Followingthefrontierandleadingthedevelopmentofagriculturalengineeringdiscipline:ExploringthedevelopmentoftheTransactionsoftheCSAE[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2006,22(3):171-175.(inChinesewithEnglishabstract)

　　[5]应义斌.农业工程学科应尽快转向基于科学的工程教育[N].科学时报，2009-02-17.

　　傅泽田1，张海瑜1，张鹏2，马云飞1

《乡村振兴与农业工程学科创新》

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