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）+農業(yè)”為代表的氣候智慧型農業(yè)或是一個突破口。

極端天氣頻發(fā)加劇糧食危機

《全球糧食危機報告》顯示，2023年面臨嚴重糧食不安全問題的人數比上一年增加約2400萬，已連續(xù)5年增長。2030年實現消除饑餓的可持續(xù)發(fā)展目標面臨巨大挑戰(zhàn)。

世界糧食計劃署指出，全球有數量龐大的饑餓人群，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)的自然災害會迅速帶來糧食和營養(yǎng)危機。在過去10年間，世界糧食計劃署有近一半的緊急工作和恢復工作是為了應對與氣候相關的災害，總成本達到230億美元。

亞洲的農業(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。氣候變化和糧食價格上漲威脅著地區(qū)的長期糧食安全，已有超過10億人無法獲得足夠的糧食，聯(lián)合國稱之為“前所未有的糧食緊急情況”。

當前，非洲南部大部分地區(qū)正經歷嚴重旱災，導致農作物大量減產。相關數據顯示，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)合國人道主義事務協(xié)調廳4月發(fā)布報告稱，目前南部非洲有近2000萬人面臨糧食危機。

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

全球性的糧食危機日益嚴峻，但世界人口總量卻在不斷攀升。據聯(lián)合國糧農組織報告，到2050年，全球必須多生產60%的糧食來養(yǎng)活全世界93億人口?？紤]到目前的糧食產業(yè)挑戰(zhàn)，用常規(guī)的農業(yè)手段來達成這個目標“可能會很棘手”。

此外，近年全球氣候變化使得局勢進一步惡化，極端天氣對農業(yè)生產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)等現象，不僅導致農作物生長周期被打亂，還加劇了病蟲害蔓延，令農業(yè)生產變得更為艱難，傳統(tǒng)的農業(yè)生產方式已經難以應對這些挑戰(zhàn)。

聯(lián)合國秘書長古特雷斯今年4月發(fā)表視頻講話時強調，“全球糧食危機需要全球采取緊急應對措施”，并呼吁貫徹落實轉變糧食體系的行動號召。在這一方面，“AI+農業(yè)”為破局做好了準備。

“AI+農業(yè)”如何破局

盡管“智慧型農業(yè)”不是一個全新的概念，但在過去幾年，AI結合農業(yè)的發(fā)展與迭代飛速推進。英國廣播公司（BBC）近日報道稱，據估計，截至2021年年底，美國農業(yè)行業(yè)87%的企業(yè)都以某種形式使用了AI。美國聯(lián)邦政府目前也正密切關注這項技術在農業(yè)中的發(fā)展，為加快在全國范圍內開發(fā)和部署AI提供財政支持。

中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所智慧農業(yè)創(chuàng)新團隊研究員李文娟接受中青報·中青網記者采訪時表示，“AI+農業(yè)”可以視為智慧農業(yè)的一部分，在農業(yè)領域的應用范圍非常廣，能為農業(yè)提供強大支撐。

李文娟介紹，目前，“AI+農業(yè)”的應用主要集中在三個領域：農田的精準管理、對智慧農機的應用以及對氣候的前瞻預測。

美國《福布斯》雜志近日報道稱，農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，導致約4000億美元的損失。采用基于數據和大模型的AI系統(tǒng)可以通過實時監(jiān)測，精準反饋農作物實時狀態(tài)，幫助農民更好地規(guī)劃農田。“比如通過監(jiān)測農田不同部分的長勢，施用不同比例的肥料；也能及時識別、發(fā)現病蟲害，指導農民打藥；還能監(jiān)測和分析土壤狀況，反饋作物用水需求，指導農民優(yōu)化灌溉?！崩钗木杲忉屨f，通過實時監(jiān)測，不僅能使作物得到更精細化管理，也能減少化肥、農藥、水源等資源的用量，實現農業(yè)綠色發(fā)展。

李文娟指出，傳統(tǒng)農業(yè)中作物播種、收割等都要靠人力，但結合AI技術的智慧農機，可以節(jié)省很多人力成本，更加高質高效。例如無人機打藥、智慧農機一體化施肥、收割等技術已經在中國和全球多地推廣，“減輕了農民的工作量”。

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

李文娟介紹，正如“Climate Ai”基于數據和大模型提供的天氣預測，AI對全球農民應對天氣變化的指導意義是巨大的。同時，AI還可以指導科學育種，“因為氣候變化在短期內是一個不可逆的情況，我們能做的是一方面預測和預防，另一方面，就是基于這一時期的氣候特征和變化規(guī)律，研究一些更具適應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?，為了快速培育這類作物，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)大量實驗育種，通過AI技術，就可以快速獲取作物的表型參數，更加高效精準地選育品種，抵抗氣候變化?！?

土地上的新技術“藍?！?

根據美國市場調查與咨詢公司“Markets and Markets”發(fā)布的最新報告，全球農業(yè)人工智能市場規(guī)模預計將從2023年的17億美元增長到2028年的47億美元；預計從2023年到2028年將以23.1%的復合年增長率增長。該市場的增長歸因于人工智能在農業(yè)方面優(yōu)于傳統(tǒng)做法的優(yōu)勢。在預測期內，人工智能在農業(yè)中的應用發(fā)展，如無人機分析、精準農業(yè)和農業(yè)機器人，預計將為市場創(chuàng)造增長機會。

事實上，“AI+農業(yè)”的實踐正在全球范圍內迅速推進。英國廣播公司（BBC）6月13日報道，位于愛達荷州的美國面粉公司Shepherd’s Grain（牧羊人谷物）從去年開始借助“Climate Ai”的人工智能技術幫助農民更好地管理作物生產。報道稱，“Climate Ai”可結合一段時期的衛(wèi)星圖像、溫度和降雨等數據進行預測，為農民提供從1小時到6個月不等的天氣預報，并建議何時種植和收割特定作物，預測其產量。面粉公司首席執(zhí)行官杰里米·邦奇表示，“農民開始依賴‘Climate Ai’來幫助他們計劃小麥作物的管理決策。對天氣的前瞻性預測幫助種植者決定種植哪種作物。該平臺知道何時種植，以及作物何時開始開花和結籽?！薄癈limate Ai”舊金山負責人希曼舒·古普塔表示，“Climate Ai”的目標是幫助全球的農民和食品公司應對氣候變化的挑戰(zhàn)。目前，該技術的應用范圍已從美國拓展到加拿大、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+農業(yè)”領域?！笆澜缃洕搲钡囊黄恼轮赋?，德國拜耳集團開發(fā)了一套面向企業(yè)客戶的數字解決方案，提供有關農作物健康、天氣預報、作物生長跟蹤等方面的服務。印度農業(yè)科技初創(chuàng)企業(yè)BharatAgri為該國1.4億個農民家庭提供一系列以AI技術為主導的解決方案。農民可以了解農田的生產力不足，并獲得種子、肥料和殺蟲劑，以提高作物產量。該公司每月獲得超過3.5萬份咨詢訂單。

中國的“AI+農業(yè)”應用也正以前所未有的速度推進。中國農業(yè)大學去年10月發(fā)布“神農大模型1.0”，標志著我國農業(yè)科技領域AI應用獲得重要突破。近日，由中國農業(yè)科學院團隊研發(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，為中國智慧農業(yè)的發(fā)展注入了全新動力。

李文娟曾長期在法國智慧農業(yè)界工作，據她觀察，中國的“AI+農業(yè)”發(fā)展雖然起步階段并不在領先位置，但發(fā)展速度極快，特別是無人機在農業(yè)領域的應用，大大降低了技術拓展成本。“我國還有一個最大的優(yōu)勢就是土地多，市場規(guī)模大，相較于其他耕地面積較少的國家，我們的進步速度要快很多?！崩钗木暌蔡嵝颜f，“AI+農業(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，“特別是數據安全”。“農作物數據涉及國家糧食安全，在使用相關企業(yè)服務時，一定要注意信息安全。在世界‘AI+農業(yè)’發(fā)展你追我趕的當下，掌握自身核心技術尤為重要?！?

（編輯：月兒）