設備農技分類策略思索

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農業現代化是中國社會經濟發展的一項長期戰略任務，發展設施農業則是實現這一戰略任務的重要內容和途徑，也具有長期性和艱巨性的特點。作為中國農業工程技術發展戰略的重要組成部分[1]，設施農業技術是產業最有效的生產要素和實現農業現代化的重要技術手段。以中國設施園藝為例，30多年來，技術進步已經獲得了全面突破，正在進行和已經完成的科研項目及成果數量近700項[2]，一個龐大、獨立、融合了多學科、多門類科學和知識的技術體系正在發展中形成，并越來越體現出動態性、開放性、自組織性等復雜系統的特征，有必要建立技術分類的理論和方法，從更加系統、科學的角度對技術進行分類，以指導中國設施農業技術的戰略、研發、選擇和應用。雖然中國學者對設施農業技術進行了一些綜合研究和歸納[3-7]，但在對設施農業技術全貌的把握上還比較模糊，對體系的揭示還不夠完整、深入和科學，專門針對技術分類的研究還處于空白?？茖W發展的現實證明，給對象以正確的分類，把握不同類對象的特殊矛盾和特殊運動規律，是科學研究取得成功的關鍵，完備的分類是建立完備學科體系的前提[8]和技術進步的基礎性工作，在宏觀、微觀上都具有理論和現實意義，不僅對推動科技進步具有重要指導作用，對設施農業技術發展戰略制訂、學科建設、工程集成應用、標準體系建設、人才培養乃至設施農業產品結構、產業結構的調整都具有重要的借鑒和參考價值。

1技術分類的范疇

總體上，設施農業工程技術主要由生物技術、環境技術和工程技術[9]三大部分組成，這是其宏觀層面的共性特征，還不足以體現設施農業技術的層次結構、專業特點和時代特征，在當前以可持續為總要求的現代農業發展階段下，需要在廣義設施農業概念的基礎上，對其技術所涉及的要素進行科學分析，從而確定技術分類的范疇。

1.1設施農業的廣義概念與定義

從生產對象和外延方面看，廣義的設施農業主要包括設施栽培和設施養殖2個方面[10]。傳統設施農業的概念和定義往往局限于生產過程[11-13]。但從現代設施農業技術發展的內涵來看，需以設施農業整個產業鏈為基礎、從設施農產品實現其使用價值的全過程出發，在廣義上對其概念進行重新定義，即設施農業是為農產品商品化各階段提供最適宜環境和條件,以擺脫自然環境和傳統生產條件的束縛,從而獲得高產、優質、高效（經濟、社會、環境）農產品的現代農業經營活動，具有目標商品化、途徑全程化、環境可控化、效益全面化的特點。從世界溫室裝備技術發展趨勢[4]和中國設施農業發展的經驗教訓[2,14]看，就充分印證了此概念的科學性、合理性和前瞻性。技術分類中也要體現并貫穿這一概念。

1.2設施農業與技術的廣義要素

在傳統農業長期存在的條件下，設施農業始終是一種先進生產力的代表，其涉及的要素也應當是廣義的，即不僅針對生產工具，還要針對生產者、生產對象和生產環境（自然與社會）。設施農業工程技術也要體現出這種特點，即將其作為一個涉及自然技術、社會技術和人文技術的廣義技術系統[15]，使之成為一個既相互聯系、相互作用又相互區別的技術實踐、技術產品、技術方法、技術科學、技術的社會建制、技術文化、技術精神等要素共同組合而成的、具有特定結構和功能的有機整體[16]，這種廣義化的演變就如同工程概念已經從最初的土木工程發展到當今的文化精神工程一樣。當然，在中國目前的社會經濟發展階段，自然技術和社會技術是主流，但也應盡量體現人文技術的精神，因為對于設施農業，提高組織的管理效率和生產者素質是充分發揮技術效用的關鍵，也是轉變設施農業發展方式中需要解決的主要矛盾。

1.3技術分類的范疇

設施農業工程技術是在設施種養殖生產中實際應用的技術，或者說是應用科學知識或技術發展的研究成果于農業生產，以達到擺脫自然環境和傳統生產條件束縛的工程化手段和方法。為使技術作用有效發揮，其應當有助于形成技術集成化、裝備工程化、模式標準化、管理現代化[17]的模式并充分體現出現代農業工程的內涵，即不僅是以其他部門的技術來為農業服務，而且要著重研究解決農業本身作為工程的問題[18]。因此在確定技術范疇時，要將一個在不同層次上具有完整功能（實現商品化）的設施農業工程作為技術依附的主體和對象，以服務于整個生產過程作為主要的技術特征，以直接或間接地通過設施裝備發揮效用作為表現形式，以經濟、社會、環境效益全面化作為技術的時代特征，將符合上述要求的技術、工藝、材料、產品進行分類研究。

2技術分類的原則

設施農業工程技術是一個復雜系統，作為要素的各類單項技術間相互聯系并相互作用、集成后表現出設施農業工程的特定功能，并在合理的結構下體現出超越單項技術簡單疊加、系統功能被放大的整體涌現性[19]。為體現這種系統特征，需要在技術分類中體現以下原則。

2.1層次性

復雜系統是由多個下級子系統耦合而成，因此分類時要從不同層次上揭示設施農業工程技術的結構與功能，獲得在內容上較為完整、在結構上具有相對自穩定性的技術分類體系。在層次的劃分上，本著提高基礎層次穩定性的原則，使分類層次由低到高自穩定性逐步增加，而開放性和動態性則逐步減弱。

2.2穩定性

在內容上，要根據設施農業產業發展和技術創新的歷史軌跡、未來發展趨勢等，從眾多技術中提煉出基礎性、獨立性、結構性、長期性的組成要素，盡量使分類后的技術分支具有鮮明的個性功能，并可以融合趨勢性、階段性的共性技術來提高自身的水平、強化自身的功能；各層次上的技術須在整體上形成內容相對完整、結構相對穩定的體系，使設施農業功能在不同層次（檔次）上得到充分發揮。如節能（含新能源）、人工智能、機械化等設施農業工程技術熱點因服務于多種功能、結合于多個技術種類，在功能上缺乏個性和獨立性，因而不能單獨構成技術分類的基礎層次。

2.3開放性

開放性是技術創新和發展的基本特征與本質要求，也是保持其動態性和成長性的前提。作為一個融合多領域科學技術的應用型交叉學科，設施農業技術體系需要一定的開放性，以保持知識積累、技術增長、實踐運用的動態平衡。因此在技術分類的不同層次上要保持技術內涵和外延的開放性，使技術系統能在充分吸收技術環境積極因素的基礎上，提高自組織水平和技術進步效率，如分類內容上要保持一定的前瞻性以便對新興技術的吸收，層次上不宜過多，要為層次的延伸提供空間，分支不宜過細，要減少技術內容消長而造成的系統不穩定。

2.4現實性

由于技術的目的在于合乎規律地改造客觀世界、以指導實踐為落腳點，因此在技術選擇上，要以在科學上的成熟度和在實踐中的應用度作為主要考量標準。分類中要注重對產業技術的歸納總結，即那些真正進入生產過程的技術，它們不僅在技術上是成熟的，而且是經過了技術系統的整合，以及經濟核算和制度制約的技術[20]；對那些還處于發明向技術轉化或技術向產品轉化階段中的技術則作為“潛力”型技術處于次要地位，在未來技術系統的成長中再獲得明確定位。

3技術分類的方法

3.1技術支撐關系說明

由于技術系統本身的復雜性和設施農業工程技術作為典型交叉學科的開放性，在科技加速發展的大背景下，其技術內容和結構也不斷調整以適應外部技術環境的變化，由此造成了研究者對其技術類別、技術階段和技術特性等認識上的困境，特別是相關前沿技術、高新技術、產業共性技術等與設施農業工程技術體系本身的關系，將某些階段性的技術形態（如節能、信息、物理農業等）作為分類、總結的依據，而不是在一個相對穩定的合理框架內顯示諸多新技術的地位與相互關系。從設施農業工程技術的來源、支撐特點、發展動力來看，其長遠性、基礎性的支撐在于來源于實踐、科學、已有技術中相關技術的獨立或綜合應用，并受基礎研究和應用基礎研究影響，在形式上表現為常規技術和高新技術。常規技術在產業共性技術的影響和制約下維持技術體系的基本結構、屬性和普遍運動規律；高新技術在前沿技術的引領下對設施農業工程技術的發展產生階段性影響，促進其技術結構的優化、進化乃至跨越式突變，呈現出特殊的運動規律。各類相關技術的作用關系如圖1所示。

3.2技術分類方法分析

在人類當前認識水平和技術固有特點的雙重影響下，技術定義不是唯一的[21]，針對不同領域技術分類的方法也不統一，即技術個性的差異影響了共性分類方法論的確定。從供給技術的宏觀層面，按照客觀物質在工程中的流向，工程技術可分為資源（材料、能量、信息）、采集加工（探測、采集、運輸、加工）和制造（建造）3個方面[22]；上世紀80年代，有學者提出了按照技術過程和技術形態進行分類的原則[23]；在技術創新概念引入中國后，人們開始在技術形態的3個層次（技術發明、生產技術、產業技術）上進行技術分類；在建筑新技術中，有學者根據技術論和技術創新論的原理，從技術成因、技術研制目標、技術發展進程和生產要素[24]幾個方面進行分類。比較上述分類方法，在原則上可以充分借鑒，但在技術分類后的相對穩定性、具象性和指導性方面還略有不足，需根據行業和技術領域的特點加以選擇和完善。

3.3技術分類方法選擇

由于每一項設施農業工程技術都是以數門基礎學科為理論基礎、以多個應用技術和生產技術為條件，如濕簾降溫系統就涉及數學、物理學、材料科學、工程科學等多個基礎學科和應用基礎學科。因此按照技術屬性和技術形態來分類不僅會形成過多的技術交叉、也難以反映技術的目的，而應將設施農業工程本身作為主體，按照設施農業廣義定義、廣義要素和分類范疇的界定以及設施農業技術發展的特點和目標，將實現設施農業的完整功能作為技術分類的基本依據，在設施農業技術分類原則的要求下確定分類的方法和形態。

1）橫向技術鏈條由于設施農業的完整功能有賴于產業鏈的有效運轉和設施農產品使用價值的最終體現，因此將實現設施農產品商品化的過程作為技術目標實現和技術效用發揮的主要途徑，將技術鏈作為產業鏈的基礎和重要內在依據，使技術內容涵蓋設施農業產業鏈的全過程，以此為特征在不同層次上橫向展開。

2）縱向分類層次為簡潔、清晰地揭示設施農業工程技術系統的結構與功能，采用線分類法[25]進行縱向層次劃分，即將設施農業工程技術按所選定的若干個屬性或特征逐次地分成相應的類目，并排成一個有層次的、逐漸展開的分類體系。在層級數量上，采用大類、中類、小類、子類4個層次，分別反映設施農業工程技術鏈條、技術環節、技術功能、具體技術手段等屬性，層次關系如圖2。

3）技術分類定位具體技術定位需遵循前文所述的穩定性原則，盡量使不同層次上的技術點都具有獨立和鮮明的個性功能（特別是較基礎的分支），在橫向形成并列關系，因此原則上以主要屬性和最顯著的功能作為分類的依據，而對那些具有多種創新思路、可以發揮多種功能的技術，則按照其主要屬性進行分類定位。如濕簾系統在溫室或畜舍中兼具降溫和加濕的功能，但生產實踐和功能實現過程上須以通風為前提，因此將降溫作為其主要屬性進行分類；其他如遮陽保溫幕、定比施肥器等也須依照其主要屬性進行分類。

4設施園藝工程技術分類

以設施園藝為例，按照上述方法對其進行技術分類。

4.1橫向技術鏈條

設施園藝產業鏈主要包括“育種、生產、貿易”[26]3個主要環節。為使產業鏈與技術鏈充分契合，在工程技術所涵蓋的范疇上要注重技術的相關性。在“育種”鏈條上以工程化、商品化的籽種技術為主，在“貿易”鏈條上以產地物流、產地加工和質量控制等與設施農業生產緊密銜接的工程技術為主。

4.2縱向分類層次

1）大類（技術鏈條層次）是反映技術鏈條特點的基礎層次，主要是維持產業鏈有效運轉的相關工程技術，包括與產業鏈直接對應的專項技術體系和為維持整個產業鏈正常運轉所需的公共管理技術體系，具體包括種苗工程技術、設施生產技術、產地物流技術和綜合管理技術4個大類。具體內容比較穩定，受其他技術變化的影響不大，見表1。

2）中類（技術環節層次）是各技術鏈條中體現其基本特征的主要技術集合，包括相互關聯的中觀技術環節，揭示技術服務的主體與主要行為特征，如種苗工程技術包括籽種、育苗2個環節，產地物流技術包括內部輸送、分級、洗凈、包裝、貯藏保鮮、追溯6個環節等。該類別具體內容會受到技術進步的影響，發生變化的可能性較大。

3）小類（技術功能層次）是實現各技術環節特定功能的層次，包括實現各種微觀技術功能的綜合性技術行為、技術方式，揭示了各環節下技術功能特點和實現功能的基本流程和構成，如種苗工程技術（大類）中的籽種技術（中類）包括育種技術、種子檢測、種子加工等，設施生產技術（大類）中的環境調節技術（中類）包括增溫、降溫、調光、調濕、通風、供水、調氣、保溫等。小類技術綜合性強、受技術變化的影響很大。

4）子類（技術手段層次）是實現微觀技術功能的具體技術手段，包括構成各種技術行為和方式的具體技術措施或方法，進一步揭示出技術功能的具體實現過程，如種子加工技術（小類）包括清選、分級、干燥、消毒、包衣、包裝等技術，供水技術（小類）包括凈化、消毒、儲水、輸水、保水等。子類技術種類豐富、手段多樣，受技術變化直接影響，動態性、成長性很強。4個層次的技術分類見表1。

4.3具體技術定位

按照前文提出的具體技術定位原則和方法，將設施園藝技術進行詳細分類，如表1所示。

5技術分類的應用

作為一種手段而不是目的，技術分類研究初步揭示了技術體系的全貌以及內部構成、相互關系。在實現研究價值的過程中需要完成由手段到目的的跨越，并在以下技術發展的微觀層面和宏觀層面具體應用。

5.1技術倉庫構建

技術模式是形成設施農業發展模式和進行裝備技術推廣應用的基礎，而技術倉庫的構建是形成技術模式的必要前提，設施農業工程技術分類可以有效地指導整體或局部技術倉庫的構建，并為相關數據庫、信息化軟件平臺、專家系統等技術模式支撐體系的研發提供基礎性的指導。

5.2技術發展評價

技術對產業的影響并不是單個技術對個別區域或使用者的影響，而是結構性的作用和影響。某一項技術的進步可能會影響整個產業的水平，起到牽一發而動全身的效果，因此分析并發現這些技術點將對完善作為產業結構基礎的技術結構起到四兩撥千斤的作用。在技術分類的基礎上，通過對不同時期各類技術的作用分析和多層次權重設定，不僅可以判斷設施農業工程技術的整體發展水平，也可以發現影響整體技術水平的關鍵技術點，作為技術發展戰略的方向和重點。

5.3學科發展完善

學科交叉已成為知識創新、科學發展的時代特征[27]，設施農業作為典型的交叉學科在專業分支的設定、專門知識的積累和專業人才的儲備方面都存在很多問題。面臨著將不成熟學科建設成為成熟學科的歷史任務和挑戰?？茖W合理的技術分類，可以在專業設置、研究方向把握、復合型科研教學人才培養方面提供全面系統的指導，特別是通過分類過程中對技術內在矛盾關系的揭示，對解決不同學科間融合與支撐的難題、形成設施農業“大學科”格局具有較強的指導意義。

5.4技術戰略實施

技術戰略的核心是技術選擇與組織實施，不僅影響創新型國家的建設和設施農業產業發展，也對企業技術創新、技術能力和組織績效產生顯著的正相關影響[28]。保證技術分類的完整性、科學性以及技術評價的客觀性是技術選擇的前提，也是技術集成和完整實施的保證，在此基礎上，不僅可以對產業共性技術進行較準確定位、對標準體系的實施勾勒框架，也對相關邊緣學科的布局和發展提供方向。

6結論與討論

本研究在廣義設施農業概念和廣義技術要素的基礎上，確定了設施農業工程技術分類的原則；在對技術支撐關系和現存各種技術分類方法比較研究的前提下，確定了按照工程技術鏈、技術環節、技術功能、技術手段4層次的線分類方法，并以設施園藝為例進行了技術分類。采取該方法進行的設施園藝工程技術分類能較準確地反映設施農業工程技術全貌、揭示出技術系統的結構與功能特征，并能在設施農業技術倉庫構建、技術評價、學科發展和技術戰略實施等方面加以應用，對設施農業技術進步、產業升級都具有較高的參考價值和理論意義。

作為復雜系統，設施農業技術發展的動態性、開放性、成長性會愈加顯著，作為科學研究和建立完備學科體系前提的技術分類也會隨著人類認識水平和實踐水平的提高而變化，并更多地體現出技術集成化、裝備信息化、手段人本化等現代特征，其層次和內容也將不斷調整、變化，因此在方法的運用中也要充分尊重技術分類方法的這些特點，在動態中予以把握。此外，為進一步提高該研究的運用水平，對不同層次技術普遍運動規律和特殊規律的揭示還有待進一步研究和深化。