數字鄉村是鄉村振興的戰略方向，是建設數字中國的重要內容，能在產業發展、農民增收、鄉村治理等方面發揮重要作用。當前，農業農村各領域和各環節的數字化進程存在差異。數字基礎設施、電子商務等領域的飛速發展與農業生產、鄉村治理等領域數字化進展緩慢并存。中國信息通信研究院發布的《中國數字經濟發展白皮書（2022年）》顯示，2021年，中國產業數字化規模達37.18萬億元，占數字經濟比重達81.7%，占GDP比重為32.5%，產業數字化已經成為國民經濟發展的強大引擎，但目前三次產業數字經濟滲透率依然存在較大差距。如何更為合理有效地推進數字鄉村建設，強化新一代信息技術對農業農村生產、生活、服務及治理全鏈、全局、全域的賦能效應，全面助力農業農村現代化，已成為近年來各界關注的核心議題。

那么，數字鄉村與傳統農業農村現代化建設是否以及存在哪些不同？數字鄉村的底層建設邏輯與推進步驟是什么？數字鄉村建設的推進策略、價值取向與智慧城市等又有什么區別和聯系？盡管中國在全球數字競爭中脫穎而出，并在5G、人工智能算法、數字平臺、遠程教育等領域取得了諸多成就，但是對于上述問題的回答，尤其是充分結合了農業經濟、數字經濟與信息通信等交叉學科的復合型研究依然相對匱乏。當然，這也為本文提供了邊際貢獻的機會。

目前，相關研究集中于制度建設與鄉村治理、數字技能、普惠金融等方面，這為理解與推進數字鄉村建設提供了諸多真知灼見。然而，從新一代信息技術與農業農村融合發展本身來解釋數字鄉村內在機理、面臨挑戰與發展路徑的研究尚不多見。“數字鄉村”“新一代信息技術”常被作為因果推斷中的黑箱式自變量，或推動鄉村振興的某種既定內容。實際上，數字鄉村的實質是一系列農業農村數字產品與服務的集合。就數字產品與服務的研究而言，一個不可或缺的過程是從政策導向、實際痛點向二進制數字產品的轉化。當前，數字鄉村在探索“數字”與“鄉村”融合發展、整體性推進方案建設方面仍存在諸多堵點、弱點與痛點，需要深入把握數字鄉村底層技術邏輯、價值取向與需求滿足難點，如此方能真正找尋分級分類、可行有效的數字鄉村發展路徑。

數字鄉村是數字經濟、農業經濟、鄉村治理等規則、知識基于算法、模型、數字終端等在農業農村的具象體現，是新一輪科技革命與農業農村生產、生活、交易、治理等深度融合的產物。數字鄉村本質上是一系列農業農村數字平臺與數字產品的集合。理解與推進數字鄉村建設，需要深入分析數字鄉村的技術邏輯、基本架構及關鍵組成。

1948年，諾伯特·維納的代表性著作《控制論》出版，成為一個時代開啟的標志。《控制論》是關于系統內秩序維持的一般法則，維納將這本書的副標題取為“或關于在動物和機器中控制和通信的科學”，指出任何系統（包括物理系統、生物系統和社會系統）都按照一定的秩序運行，并都表現出從有序向無序、從確定向不確定狀態的變化傾向。為保持系統正常運行和系統目標的實現，就需要對系統進行控制。一切能夠根據環境實際情況、變化趨勢而實現優化的“控制”，都需要構建包含信息提取、信息傳輸、信息處理、信息存儲和信息利用等在內的“大閉環”（所謂的智能與優化不過是這樣一個“大閉環”運作的外在表現）。《控制論》以高度抽象的方式揭示了包括生物、機器、經濟社會等在內的一切簡單或復雜系統，在面對不斷變化的周邊環境與不確定性風險時自主運行的本質規律。

新一代信息技術解構了一個舊世界，建立了一個新世界，即一個數字孿生的世界。數字孿生是《控制論》在數字時代的具體呈現。它始見于2011年美國空軍實驗室的研究文獻，最早用于預測飛機結構壽命和保證結構完整性的過程。當前，伴隨著5G、工業互聯網、物聯網、大數據、人工智能等的推廣與應用，工業、能源、交通、水利、城建、自然資源等領域的數字孿生建設日漸提速。數字孿生本質上是用于優化物理對象行為的精準數字化映射，是新一代信息技術群綜合應用的一種集成范式。數字孿生根據物質世界客觀規律、專業知識、仿真技術、遙感技術等為物理實體在網絡虛擬世界創建“孿生體”或應用場景，用以模擬、監測、預測物理世界物體（事務）的狀態和行為（第一次映射，網絡虛擬世界“孿生體”的建設）。此后，通過網絡、算法、模型等與物質世界實現在供需兩端的敏捷聯系（溝通）、決策的無成本試錯（規劃）、行動的可能性推演（預測）、虛擬服務的非競爭性供給（共享），并根據所得出的“最優解”指導物理世界行動（第二次映射，網絡虛擬世界“孿生體”對于物質世界的指導與優化）。

伴隨著物質世界與網絡虛擬世界的實時交互，通過數據的自動化流動應對物質世界中復雜系統的不確定性，實現物質世界組織性與連接性的加強、生產與交易精準性的提升和不確定性風險的緩解等。數字孿生是對于傳統網絡虛擬世界的升級，是當前階段包括數字鄉村等在內的全局、全鏈、全域數字化發展的基本運行邏輯與底層基礎架構。

建設數字鄉村數字孿生底層架構的基本與前提條件是需要具備一個由硬件、軟件與數據等所共同構筑的，集感知與傳輸層、運算與應用層等于一體的“大閉環”（圖1），以此實現經濟社會、農業生產的全方位優化。

一是感知與傳輸層。連續性、多維度、標準化的數據采集與感知是數字鄉村“大閉環”的起始點。天氣氣候、土壤河流、市場供需、人口流動等環境信息時刻變化，及時、準確掌握農業農村內外部環境數據情況是實現有效決策、減少不確定性風險的前提。網絡為數據在數字鄉村“大閉環”的流動提供管道。“大閉環”的構建需要系統中各部分實時連接、互通有無。過往，實現“人與人的連接”是網絡設施建設的首要任務。當前，伴隨著“5G+工業互聯網”等全面開啟萬物互聯時代，農村地區網絡與標識體系、物聯網傳感器系統逐步成為獲取數據的重要來源、傳輸數據的重要渠道。這為更加及時、全面、準確地完成農業農村各領域的數據采集與傳輸工作提供了可能。

二是運算與應用層。科學的決策分析是數字鄉村“大閉環”的關鍵核心。伴隨著機器學習、人工智能等技術的快速發展，一些在獲取、存儲、管理、分析方面超出了人類計算能力、傳統數據庫軟件工具能力范圍的數據逐步被納入決策考量范疇，為農業農村實現更高層次的決策優化開辟了新路徑。精準、高效的數字應用是數字鄉村“大閉環”的最終表現。特別是，由于數字孿生空間無視物理距離的特性，數字鄉村實現了基于網絡的虛擬經濟構建、虛擬服務供給，打破了經濟社會機會在地理上分布不均的障礙，拓展了新經濟、新模式、新業態；實現了教育、醫療等公共服務的放大利用、低成本共享復用，提升了農村地區公共資源的供給總量與質量。推動農業農村全領域“大閉環”的逐步建設，并逐步推進各“大閉環”間數據的互聯互通，從而實現更加動態、精準、全面的數字鄉村“數字孿生世界”的加速構建（圖2）。

數字鄉村作為一系列農業農村數字平臺與數字產品的集合，要發揮其實際經濟社會效用，數字孿生“大閉環”（至少一個）的完整性是首要前提。數字鄉村建設與傳統農業農村現代化建設存在一定區別。傳統農業農村現代化建設可以由點及面、循序漸進，在保證其他領域要素持續投入的基礎上，增加關鍵要素、重點領域的投入，能夠帶來整體收益的持續提升。但是，數字鄉村建設必須全局部署、整體推進——數字鄉村軟件與硬件之間、硬件與硬件之間的相互制約更加顯著。任何一個節點存在未連接的問題，整個數字鄉村的數據驅動就難以有效實現；任何一個數字鄉村應用場景如果僅有硬件設施而缺乏配套控制軟件與算法模型，整個系統就難以實現精準化、智能化、集約化運行。

在建設過程中，數字鄉村建設與傳統農業農村現代化設施建設差異顯著。廠房、道路、橋梁、水利等傳統農業農村基礎設施一次建設性投入大、折舊周期長，建設后在非災害年份的年均維護費用相對較小。相較而言，數字鄉村相關物聯網傳感器、服務器等硬件設施一次性建設投入大、折舊周期短、電力資源消耗多，同時后期維護與迭代持續投入大、延續時間長。因此，在推進數字鄉村建設時需要充分考慮到數字鄉村建設中數字基礎設施與傳統基礎設施之間的區別，提前規劃、分級分類、行之有效地推進相關基礎設施建設。

基于數字孿生架構基礎，加速推進農業農村數字化進程，需要明確鄉村核心功能、實際需求及其與智慧城市等其他類型的區域數字化發展規劃戰略的區別，找準發力重點，強化數字包容水平，以“真正”而非“形式”的數字化解決方案解決好農業農村發展的難點、堵點與弱點。

產業興旺是鄉村振興的重點，是解決農村一切問題的前提，也是建設數字鄉村的首要任務。農村居民認識、理解與建設數字鄉村是一個長期發展過程，也是一個資源持續投入的過程。產業數字化通過提升生產效率、增加就業崗位所帶來的經濟效益，既能推動農村居民理解新技術、接受新事務、形成新觀念，又能提供鄉村治理、農村公共服務等數字化發展所必需的多樣資源，形成人人認同、人人參與、人人創新的數字鄉村建設局面。

實際上，以新一代信息技術研發與應用為核心的數字經濟已經為農村地區的商業發展開辟多樣化的新增值渠道，創造了大量新興的生產性工作機會。這種源自產業的強大內生動力不僅使我國農村居民更加愿意擁抱新技術帶來的改變，而且使他們有著充足的激勵去完成實踐層面的創新與拓展。以電子商務為例，不分地域、不分規模，甚至是最偏遠地區的企業、個體，都能夠通過網絡有效地展現和出售自身具有相對優勢的產品。大量農村地區通過發展電子商務得以脫貧致富，農村居民通過參與電子商務改善了生活、獲得了財富。

當前，在我國大多數農村地區，傳統農業依然是主導產業。伴隨著新一代信息技術向生產端的加速滲透與融合，推進數字鄉村建設需要更加注重生產率高、可預測性和氣候變化適應能力強的智慧農業生產系統建設，通過全面提升農業生產資源投入的精準度，幫助農村居民更好地預測與應對病蟲害、極端天氣，進而實現農村產業“決策—生產—流通—交易”的數字孿生框架建設，以產業數字化內生動能帶動實現鄉村治理、公共服務，以及素養與技能等的數字化。

城市功能更多地體現在通過各種要素的流動、集聚、融合以實現技術與模式的創新，并以此來引領一個地區乃至一個國家經濟社會的增長，成為一個地區一個國家的區域增長極與創新高地。與之相對應，城市的問題在于由“流動”“聚集”而產生的擁堵、無序和低效。因此，包括智慧城市在內的一系列數字化發展方案強調通過新一代信息技術整合城市地理、交通、市政、應急、管網、教育、醫療衛生、公安消防系統和服務，全面實現資源運用效率的提升，滿足大量潮涌式、碎片化的具體需求。

農村在核心功能上更加強調確保糧蔬供給安全，提供生態屏障與生態景觀，在價值取向上強調保障發展的均衡性、社會服務的普惠性與包容性。數字鄉村與智慧城市雖然都包含了大量規劃、公共服務等內容，但是，由于地理情況、人口特征、需求結構等方面的差異，數字鄉村必然不是智慧城市在農村地區的簡單復制。相較于智慧城市等數字化發展方案，數字鄉村建設更加強調“應用”與“包容”，而非絕對“引領”或顛覆性“創造”。一方面，截至“十三五”期末，我國城市數量為684個，城區面積為6.03萬平方公里，與之相對應的很大一部分地區則是農村地區。如果全部照搬智慧城市在設施、交通、管網等方面的創新實踐，既不現實又不經濟。另一方面，城鄉差距解釋了我國當前收入差距的絕大部分。同期，行業收入差距亦較為明顯，信息技術類工資最高，農林牧漁工資最低。城鄉間及信息技術、農林牧漁等行業間從業者收入的差距，從另一個角度映射出了區域、產業之間金融資本、人力資本與技術實力的差異以及在同步推進數字化發展時可能面臨的挑戰。

限于各類資源的差異，在數字鄉村技術布局中，一方面，政府、企業尤其需要權衡各類技術與設施的應用成本和價值收益，充分理解各類型、各環節新一代信息技術的基本內涵與實際作用，選擇最適合的而非最好的技術與基礎設施，尤其是，不能因為盲目追求“先進性”“未來感”而導致性能不適、功能閑置。要重視數字化“微創新”“微改進”帶來的發展績效改進無限可能，避免或減緩可能出現的數字技術創新與生產率提升不顯著的“生產率悖論”。當然，另一方面，也需要更大力度地吸收城市地區服務業、工業等在數字化發展過程中的經驗與教訓，充分利用工業互聯網、數字孿生城市等既有底層設施標準、技術構架，重點探索既有技術與農村生活、農業生產的創新融合，探索經濟效益與社會效益相得益彰的建設方案與推進路徑。同時，城鄉數字化發展受眾群體存在實際差異，數字鄉村建設需要重點探索如何通過簡約、直接的數字產品研發，更好地服務老齡人口與弱勢人群，全面實現數字包容。

黨的十八大以來，中共中央、國務院統籌推進數字中國、數字鄉村、普遍服務系列政策，積極發揮政府部門、國有企業在數字基礎設施建設上的作用，在農村與偏遠地區廣泛開展系統性的網絡設施部署、提速降費行動，積極推動電子商務進農村與農村信息化，并以數字化方式加速提升城鄉公共服務供給能力。數字化發展為鄉村振興注入新動能，加速促進農村經濟社會與城鄉互動關系變革，為實現區域城鄉協調發展、鄉村振興增添了數字紅利。但是，伴隨著城鄉數字化發展進程的持續深化，數字鄉村建設也面臨著新問題、新挑戰。特別是，由于城鄉數字接入機會趨向平等，以及新一代信息技術在農業領域創新與應用水平的不斷提升，各領域的“應用鴻溝”取代“接入鴻溝”成為現階段制約數字鄉村建設的主要內容。

部分地區建設方案對于鄉村功能、農村問題認識不足，忽視“大國小農”基本國情農情及數字孿生客觀規律。在沒有考慮投入—產出盈虧平衡、沒有基本作物生長模型與農業控制軟件配套的情況下，大量布設簡單物聯網設備、基礎數字平臺。通過對“中國政府采購網”2014—2020年各級地方政府關于智慧農業招投標項目的機器學習分析發現，在各級政府建設的709個智慧農業相關項目中，有268個項目用于平臺建設。很大一部分數字平臺投入經費有限，功能較為簡單、相似性較高，且不注重持續迭代升級，未能直面農業農村對于數字化的訴求，忽視了數字基礎設施與傳統農業基礎設施在施工、監督、維護等方面的巨大差異。部分地區不僅沒有實現數字賦能的愿景，反而因難以實現可持續經濟收益而在某種程度上加重了地方財政負擔。

城鄉生產經營主體在云計算、大數據、物聯網、人工智能等數字資源處理能力與應用方面存在顯著差距。互聯網企業與電子商務銷售商的分布主要集中于東部城鎮地區，新一代信息技術相關就業崗位供給、交易活動區域、城鄉分布不均衡現象顯著。這直接導致了農業農村整體數字經濟增加值比重較低，遠低于制造業和服務業的水平。同期，農村內部縣域之間生產經營主體數字化發展程度也呈現分化狀態。實地調研與問卷調研發現，浙江瑞安、河南光山、四川大邑等少數地區引入中國中化、海爾卡奧斯、騰訊云等的整套物聯網設施裝備與鄉村數字化生產轉型思路，積極匹配地區產業發展特點與需求，取得了顯著的數字化轉型發展績效，但也應看到，其他大部分農村地區數字賦能績效還有待提升。

此外，人工智能、物聯網、大數據、遙感技術等在農業精準生產、預警、智慧物流等方面的應用依然較為粗放，關鍵領域專利技術研發布局仍待加強。近年來，物聯網、大數據、云計算、人工智能、元宇宙等名詞層出不窮，名詞概念“擁堵”帶來了一個錯覺，即技術供給無處不在，甚至是過度的。但是，實際上真正能穩定用于農業生產各領域、各細分行業的技術系統供給是不夠的，供給能力是不足的。運用人工智能文本分析、聚類分析方法，基于中國國家知識產權局與世界知識產權組織公布的智慧農業專利對比數據（截至2021年8月）的分析顯示，中國在專利申請總數上已經超過美國，并且已經初步將人工智能、物聯網、區塊鏈等技術應用于農業產業鏈各環節改造。但是，存在著管理管控與數字平臺方面專利數量過多且相關專利低端化、同質化發展嚴重等問題。同期，傳感和信息采集領域、生長和預測模型領域等的專利研發顯著滯后于美國。技術供給的不足也影響了數字鄉村全局、全域、全鏈數字孿生架構的建設。

農村居民數字經濟參與程度、結構方面相較于城鎮地區仍待改善。大多數農村居民對于數字世界的認知和信息消費內容仍停留于簡單的社交娛樂方面，其他領域的數字經濟活動參與均顯著落后于城鎮居民。新冠疫情以非自然演進的方式大跨步地加速了全社會數字化轉型的步伐，未來如果農民缺乏相應的數字技能，將有可能被不斷變革的勞動力市場所排斥，難以伴隨經濟社會的發展而獲得持續的福祉增益。

農村地區不同人群之間，尤其是農村老年人、殘障人士與弱勢群體，數字化差距問題同樣顯著。第七次人口普查的數據顯示，我國農村60歲老人比重為23.81%，65歲及以上老人比重為17.72%，比城鎮分別高出7.99個、6.61個百分點。由于思維限制以及市場主體缺乏有效激勵，適老、適殘、簡約的數字終端與服務供給難以滿足實際需求。目前，還存在大量農村老年人、殘障人士與弱勢群體受教育程度低，長久以來習慣于現金購物、排隊掛號、業務辦理等線下生活，難以適應線上生產生活行為的改變，或是面臨著在數字化生活中被“代溝式淘汰”的困境，或是在初入虛擬世界時面臨著誘導、詐騙等新型風險威脅。

數字鄉村建設是農業農村基于新一代信息技術的全方位變革，需要深入分析與理解數字化發展的基礎邏輯，明確農業農村的實際功能、需求痛點與面臨的挑戰，從解決方案、智慧農業、數字技能與服務等領域全局思考、統籌部署，高質量推進數字鄉村建設。

協同農業農村、工信、網信、財政、教育等部門，強化數字鄉村與“新基建”相關規劃、各部門重大專項與支持政策的銜接程度，明晰數字鄉村建設與傳統農業項目在投入、折舊、維護等方面的差異性，實施與數字鄉村建設更加匹配的資金項目管理機制。發揮數字技術跨越物理空間的作用效能，構建多樣化的城鄉共建渠道，廣泛吸納多元主體參與數字鄉村建設與研發創新。大力培育數字鄉村綜合解決方案供應商，依靠市場主體開展實踐創新，探索新一代信息技術賦能農業農村生產的有效路徑與機理，尋求社會價值與經濟價值的平衡。鼓勵互聯網企業與農業經濟、社會、文化等領域科研院所的“產學研”合作，實現“產品經理農業農村研究者化”，加深對農業農村經濟與社會的認知，研發和實施更具包容性、更符合“大國小農”需求的數字化創新。

數字鄉村歸根結底是數字應用與數字產品的集合。產業政策需要通過產品經理與程序員轉化為二進制的數字產品。這需要多方主體的協同合作、深入理解，尤其是需要產品經理與工程師熟知農業生產、鄉村治理、鄉土社會結構、農村金融需求等實踐痛點，并對具體問題進行分析與凝練，力爭打造出應用效果好，甚至是“殺手級”的數字應用。

統籌考慮、適度超前部署農村地區數字基礎設施。持續完善城鄉固定與移動寬帶網絡建設，打造更為穩定、高速的基礎設施支撐，滿足智慧農業發展需要。推動農村傳統基礎設施的數字化、網絡化、智能化改造升級，加速改造城鄉電力、交通、物流等傳統基礎設施，加強對設施的遠程實時監測、在線運維以及相關數據采集能力，構建更智能、高效的農村數字孿生底層架構。

摸清智慧農業發展短板與“卡脖子”領域，針對控制軟件、人工智能作物（動物）生長模型等關鍵領域，綜合利用專項資金、產業基金等方式開展產業短板協同攻關，以及交叉性、通用性技術研究，強化關鍵技術研發，優化相關專利布局。面向糧食主產省區，探索大田農業無人機、智能水肥一體化機械、“北斗導航+自動駕駛”無人拖拉機（播種機農機）等數字化、智能化、網絡化改造。面向溫室蔬菜、水果生產集聚區，探索工業互聯網與設施農業融合發展的新路徑，以新一代信息技術加快推動設施農業提質、增效、減排。

積極推進農村地區的數字適老化改造，補足農村基層社區智能終端缺口。引導企業推出更加適合農村老年人需求的智能終端，建設覆蓋全部行政村的“鄉村數字圖書室”。深化App適老化改造，鼓勵企業將適老化工作理念融入產品設計和服務過程，持續提升農村公共衛生服務、社交娛樂等App適老化和無障礙改造水平。加強對誘導下載、付款等誘導欺詐行為的監管與懲罰力度，讓農村老年人能夠平等、便利、安全地參與數字活動。

構建多方參與的數字鄉村技能培育體系。以政府為指導，產業組織等牽頭，聯結政產學研等多方主體，創建數字技能聯盟，推動覆蓋全面、重點突出的數字技能體系建設，提高農村居民對新一代信息技術的理解和應用能力。開展多層次、多樣化的數字技能培訓，面對農村及欠發達地區不同群體的差異化需求，分層次開展基礎數字技能和進階數字技能培訓。統籌推進數字技能基礎技能課程在農村及欠發達地區學歷教育、職業教育中的普及，強化非正規教育中數字技能相關知識學習渠道建設。加強對公共服務體系人員的專門數字技能培訓，發揮基層干部、教師、醫生在農村及欠發達地區強化數字應用的帶頭作用。面向返鄉農民、留守婦女等具備勞動力的群體開展更多生產經營相關的數字技能培訓；面向老年人、殘疾人、留守兒童等特殊群體，開展具有針對性的基礎數字技能培訓。加大資金、政策支撐力度，保障農村及欠發達地區智能終端、數字技能學習場所供給。

本文首發于《改革》第12期，第57～65頁

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