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全球極端天氣頻發(fā) “AI+農(nóng)業(yè)”發(fā)展正當(dāng)時

2024-06-21 10:02 來源:中國青年報 次閱讀
 
全球極端天氣頻發(fā) “AI+農(nóng)業(yè)”發(fā)展正當(dāng)時

  今年入夏以來,高溫幾乎席卷了整個北半球,極端天氣來勢洶洶。高溫、洪水、干旱,頻率和強(qiáng)度不斷增加的極端天氣對全球經(jīng)濟(jì)的影響是巨大的,農(nóng)業(yè)首當(dāng)其沖。聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織、世界糧食計劃署等多個國際組織和機(jī)構(gòu)今年4月共同發(fā)布的最新一期《全球糧食危機(jī)報告》顯示,2023年全球59個國家和地區(qū)的約2.816億人面臨嚴(yán)重糧食不安全問題,且情況仍在持續(xù)惡化。

  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。2030年實現(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)害會迅速帶來糧食和營養(yǎng)危機(jī)。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(fù)工作是為了應(yīng)對與氣候相關(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(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)合國人道主義事務(wù)協(xié)調(diào)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(jī)。

  在美洲,勞動力短缺也威脅著農(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,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(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)合國糧農(nóng)組織報告,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。考慮到目前的糧食產(chǎn)業(yè)挑戰(zhàn),用常規(guī)的農(nóng)業(yè)手段來達(dá)成這個目標(biāo)“可能會很棘手”。

  此外,近年全球氣候變化使得局勢進(jìn)一步惡化,極端天氣對農(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(qiáng)調(diào),“全球糧食危機(jī)需要全球采取緊急應(yīng)對措施”,并呼吁貫徹落實轉(zhuǎn)變糧食體系的行動號召。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)。英國廣播公司(BBC)近日報道稱,據(jù)估計,截至2021年年底,美國農(nóng)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(guān)注這項技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的發(fā)展,為加快在全國范圍內(nèi)開發(fā)和部署AI提供財政支持。

  中國農(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)隊研究員李文娟接受中青報·中青網(wǎng)記者采訪時表示,“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)用主要集中在三個領(lǐng)域:農(nóng)田的精準(zhǔn)管理、對智慧農(nóng)機(jī)的應(yīng)用以及對氣候的前瞻預(yù)測。

  美國《福布斯》雜志近日報道稱,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)可以通過實時監(jiān)測,精準(zhǔn)反饋農(nóng)作物實時狀態(tài),幫助農(nóng)民更好地規(guī)劃農(nóng)田?!氨热缤ㄟ^監(jiān)測農(nóng)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(xiàn)病蟲害,指導(dǎo)農(nóng)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(dǎo)農(nóng)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(xì)化管理,也能減少化肥、農(nóng)藥、水源等資源的用量,實現(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(nóng)作物對氣候變暖的抵抗力,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,AI對全球農(nóng)民應(yīng)對天氣變化的指導(dǎo)意義是巨大的。同時,AI還可以指導(dǎo)科學(xué)育種,“因為氣候變化在短期內(nèi)是一個不可逆的情況,我們能做的是一方面預(yù)測和預(yù)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(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?#xff0c;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(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?!?/p>

  土地上的新技術(shù)“藍(lán)?!?/strong>

  根據(jù)美國市場調(diào)查與咨詢公司“Markets and Markets”發(fā)布的最新報告,全球農(nóng)業(yè)人工智能市場規(guī)模預(yù)計將從2023年的17億美元增長到2028年的47億美元;預(yù)計從2023年到2028年將以23.1%的復(fù)合年增長率增長。該市場的增長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。在預(yù)測期內(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)計將為市場創(chuàng)造增長機(jī)會。

  事實上,“AI+農(nóng)業(yè)”的實踐正在全球范圍內(nèi)迅速推進(jìn)。英國廣播公司(BBC)6月13日報道,位于愛達(dá)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(shù)幫助農(nóng)民更好地管理作物生產(chǎn)。報道稱,“Climate Ai”可結(jié)合一段時期的衛(wèi)星圖像、溫度和降雨等數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測,為農(nóng)民提供從1小時到6個月不等的天氣預(yù)報,并建議何時種植和收割特定作物,預(yù)測其產(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’來幫助他們計劃小麥作物的管理決策。對天氣的前瞻性預(yù)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(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)對氣候變化的挑戰(zhàn)。目前,該技術(shù)的應(yīng)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(nóng)業(yè)”領(lǐng)域。“世界經(jīng)濟(jì)論壇”的一篇文章指出,德國拜耳集團(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、作物生長跟蹤等方面的服務(wù)。印度農(nóng)業(yè)科技初創(chuàng)企業(yè)BharatAgri為該國1.4億個農(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。

  中國的“AI+農(nóng)業(yè)”應(yīng)用也正以前所未有的速度推進(jìn)。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)去年10月發(fā)布“神農(nóng)大模型1.0”,標(biāo)志著我國農(nóng)業(yè)科技領(lǐng)域AI應(yīng)用獲得重要突破。近日,由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院團(tuán)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(nóng)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(nóng)業(yè)界工作,據(jù)她觀察,中國的“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?!拔覈€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(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”。“農(nóng)作物數(shù)據(jù)涉及國家糧食安全,在使用相關(guān)企業(yè)服務(wù)時,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。”

  本報北京6月20日電

  中青報·中青網(wǎng)見習(xí)記者 蔣繼璇 記者 趙安琪 來源:中國青年報 2024年06月21日 06 版

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