嚴 謹 張?zhí)m花 連鴻磊

（1.福建商學院，福建福州，350016；2.福建技術師范學院，福建福清，350300）

一、前言

油茶產業(yè)關乎糧油安全，按2023 年1 月《加快油茶產業(yè)發(fā)展三年行動方案（2023—2025年）》，3 年新增油茶種植1917 萬畝、改造低產林1275.9 萬畝，茶油產量達200 萬噸，任務艱巨。[1]福建是中國油茶原產地和第四大產區(qū)，2003 年集體林權改革后福建逐步發(fā)展綠色經濟，油茶產業(yè)是綠色經濟的重要組成部分，截至2020 年底，福建油茶林面積23.23 萬公頃，產值3.67 億元，主產區(qū)三明、龍巖、寧德、南平的面積占81.2%，[2]2008 年以來國家扶持種植的高產油茶逐步進入盛產期，2018 年以來油茶林面積減少與油茶籽產量增長同步進行，難得2020、2021 年油茶連續(xù)豐收，銷售成為油茶產業(yè)發(fā)展的瓶頸，國內銷售困難與生產成本持續(xù)上漲相疊加，加上國際市場橄欖油的低價擠壓，在價格與成本的雙重擠壓下，急需向高質量發(fā)展轉型。

按2019《人工智能安全標準化白皮書》，人工智能AI 是利用一種數(shù)字計算機或者其他由計算機控制的機器模擬、延伸和擴展人的智能，感知周圍環(huán)境、獲取相關知識并且使用，以獲得最佳結果的系統(tǒng)。AI 技術的基礎算法技術可以實現(xiàn)和不同產業(yè)不同領域的融合，傳統(tǒng)產業(yè)數(shù)字化轉型提升產業(yè)效率，促進產業(yè)跨界融合，改變產業(yè)組織的競爭模式，賦能產業(yè)升級。2000 年習近平總書記在福建工作時，前瞻性地提出“數(shù)字福建”的戰(zhàn)略構想，2021 年數(shù)字經濟增加值約2.32 萬億元，占福建GDP47%，居全國第7 位，數(shù)字經濟已然成為福建油茶產業(yè)高質量發(fā)展的重要引擎，如何推進AI 技術在福建油茶產業(yè)高質量發(fā)展中的應用場景成為亟待解決的現(xiàn)實問題。

2017 年黨的十九大提出高質量發(fā)展，黨的二十大報告中，高質量發(fā)展是“中國式現(xiàn)代化的本質要求”之一。金碚認為，高質量發(fā)展的本質是，走符合實際和具有特色的道路，以有效和可持續(xù)方式滿足人民不斷增長的多方面需要，趙劍波等認為，從經濟發(fā)展觀視角，高質量發(fā)展需要轉變增長方式，切換增長動力，提升發(fā)展效率，分享發(fā)展成果，[3]張軍擴等列出包含高效、公平、可持續(xù)3 個目標的高質量發(fā)展指標體系，[4]韓旭東指出，信息技術能夠提高人力資本、提升農戶的市場對接能力、激發(fā)互聯(lián)網消費、創(chuàng)造就業(yè)、改善農業(yè)產業(yè)組織體系，促進農業(yè)高質量發(fā)展。[5]夏顯力等以市場需求和數(shù)字技術共同促進農業(yè)高質量發(fā)展的分析框架，提出產業(yè)體系、生產體系、經營體系和政策評估機制四個高質量發(fā)展的路徑。[6]任保平等認為，技術創(chuàng)新是高質量發(fā)展的動力，要從科技創(chuàng)新、產業(yè)創(chuàng)新入手，在推進人工智能、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網與實體經濟深度融合的基礎上促進傳統(tǒng)產業(yè)升級，推動產業(yè)邁向全球價值鏈中高端。[7]

國內學者對油茶產業(yè)發(fā)展的研究大致可分為三類，第一類是宏觀產業(yè)發(fā)展，圍繞經營機制、經營模式、政策支持、發(fā)展趨勢等展開，陳永忠等提出，整合科技資源，搭建油茶產業(yè)發(fā)展大數(shù)據(jù)與交易平臺；第二類是區(qū)域產業(yè)發(fā)展，結合區(qū)域經濟、文化特點研究產品供給[8]和市場需求，提出茶油目標市場與相應營銷策略；第三類是國際比較視角的研究，比較茶油與橄欖油產業(yè)發(fā)展，借鑒國際經驗推進中國油茶產業(yè)發(fā)展。2023 年1 月知網檢索油茶產業(yè)高質量發(fā)展的論文僅74 篇，以“AI”“人工智能”“油茶”為關鍵詞搜索，僅找到8 篇文獻，其中，AI 技術在采摘中的應用尚處于理論探討，與地理信息結合的油茶知識圖譜系統(tǒng)已實際運用于良種選擇和推廣中，相關文獻有，人工智能在農業(yè)的應用，江西省智慧林長制平臺軟件，福建“農業(yè)云131”信息工程建設和應用等。油茶產業(yè)高質量發(fā)展的研究剛起步，尚未看到AI技術在油茶產業(yè)應用的研究。因此，本文以福建為例，探討AI 技術在福建油茶產業(yè)高質量發(fā)展中的應用場景，不論是在研究視角選擇還是研究內容方面都豐富了油茶產業(yè)發(fā)展的理論研究，可為油茶產業(yè)高質量發(fā)展提供理論依據(jù)。

二、福建油茶產業(yè)高質量發(fā)展對AI 技術應用的場景需求

目前AI 向越來越多的傳統(tǒng)行業(yè)滲透融合，AI 適合于農業(yè)中的細分優(yōu)勢行業(yè)，產業(yè)集聚度高，具有規(guī)?；漠a區(qū)和品種集中區(qū)，而油茶正是這樣的產業(yè)。福建既是油茶的主產區(qū)，又是重要的茶油消費地，2020 年前，福建不僅消費本土生產的所有茶油，每年還從湖南、江西、廣西等省調入大量的茶油。本文運用價值鏈理論，參考任保平等的概念界定，高質量發(fā)展是產業(yè)向高附加值的知識密集型轉化的過程。始于1985 年波特提出的“價值鏈”理論，已發(fā)展成為國內、國際競爭的制勝法寶，高附加值的價值環(huán)節(jié)是全球價值鏈的戰(zhàn)略環(huán)節(jié)，中小企業(yè)促進價值鏈節(jié)點上的價值增值，要點是吸納先進技術與開發(fā)創(chuàng)新，油茶產業(yè)正從地方價值鏈、國內價值鏈向國際價值鏈發(fā)展，油茶產業(yè)高質量發(fā)展體現(xiàn)在，實現(xiàn)價值鏈環(huán)節(jié)的增值，延伸產業(yè)價值鏈，完成價值鏈的攀升。由于油茶產業(yè)以小農戶經營為主，而AI 技術需要的投資小農戶難以承受，本文主要討論油茶大戶、企業(yè)或公司在油茶產業(yè)生產、加工、銷售對應的價值鏈節(jié)點，對AI 技術的應用場景。

（一）生產階段亟須AI 技術降低種植、管護、采摘成本

近年來隨著勞動力成本上升，油茶種植基本上采用機械化挖穴，人工植苗的方法。油茶林除草，幼林期每年3 次，2 ～3 年后每年1～2 次，施肥每年1 ～2 次，人工成本很高，除草、施肥以人力為主，輔以部分機械操作，目前采摘尚無法進行機械化操作。隨著人口紅利消失，AI 技術可以幫助種植者進行智能化管理，減輕體力勞動，填補勞動力缺口，降低油茶種植、管護階段大量的勞動力成本，提高油茶林的生產效率和質量。

（二）加工階段需要AI 技術提升加工效率和品質

茶油加工以機械化為主，輔以部分人工，但產品質量保障不夠。由于成套設備投資大，而油茶生產只能適度規(guī)?；?，目前以傳統(tǒng)機械設備為主，人工智能的設備應用較少。智能化生產通過機器視覺、機器學習、深度學習等手段，實現(xiàn)加工過程自動分級、清洗、破碎、壓榨等過程，提高加工效率和品質。

（三）銷售階段和售后服務需要AI 技術精準對接市場

以小農戶為主的生產模式，茶油產品的顧客認知度與信任度不高，運用數(shù)字化營銷進行營銷推廣，借助區(qū)塊鏈技術和信息平臺進行溯源管理，向顧客提供質量保證，有助于銷售的增長。但面臨著對接全國或地區(qū)性信息平臺的限制。

三、AI 技術在福建油茶產業(yè)高質量發(fā)展中的應用場景設想

（一）智慧種植提高產量降低成本

AI 技術已經開始運用于農業(yè)的智慧種植，結合物聯(lián)網的技術，監(jiān)測環(huán)境，選擇苗木，用智慧種植、云種植代替油茶的人工種植，種植挖穴的寬和窄決定于對坡度、土壤、氣候等大數(shù)據(jù)分析后的最佳結果，通過機械上的傳感器進行操作，保證寬窄一致，有利于油茶苗的根系生長；在底肥施用中，比較不同土壤狀況，選擇不同肥料配方，自動混合化肥和有機肥，保證正確施用比例，促進底肥長期發(fā)生作用，提高油茶林后續(xù)產量。

傳統(tǒng)的油茶林通常種植在比較瘠薄的酸性土壤上，一直以來全國油茶林的水肥不足，福建也是這樣，研究團隊在2008 ～2020 年對主產區(qū)三明、龍巖、寧德28 個的大戶與企業(yè)調研顯示，種植總面積25564 畝，施用底肥的只有12016 畝，占總面積的47%，如包括小農戶，施用底肥的比例就更低了，約為30%，缺乏底肥加大了管護的肥料成本和人工成本，隨著人口老齡化和新生兒出生數(shù)持續(xù)下跌，人工成本正處于快速上升中。AI 下底肥不僅可以提高產量，更大大節(jié)約了后續(xù)的施肥人工和肥料成本。

（二）數(shù)字管護實時調整作業(yè)方式

目前農機裝備智能化已經應用于農業(yè)的收獲、施藥、播種等環(huán)節(jié)，提高效率的同時可以采集生產數(shù)據(jù)，應用于油茶產業(yè)，可以采集土壤、油茶籽產量等信息，根據(jù)環(huán)境及油茶林的具體情況，實時調整作業(yè)方式。從噴灌、滴灌到智能灌溉，雖然滴灌應用成本比較高，但少部分油茶林已經開始使用滴灌技術，升級的智能灌溉技術為油茶林準備最佳的水肥環(huán)境，可以進行精準的天氣、土壤干濕比等各方面數(shù)據(jù)的綜合分析，從而自動確定滴灌的時間、次數(shù)、范圍等，自動調整輸水管中的水肥比例以達到最好的效果，從而降低管護費用，更可避免類似2022 年的干旱，油茶林枯死引發(fā)的山林火災造成的長期損失。

病蟲害防治方面，在AI 系統(tǒng)中錄入病蟲害的種類及特點，通過基因分析與環(huán)境分析，AI 系統(tǒng)可以第一時間發(fā)現(xiàn)病蟲害并提出預警，經綜合分析給出解決的方案。如，廣西林業(yè)科學研究院開發(fā)的油茶病害自動識別應用系統(tǒng)，應用人工智能圖像技術，通過移動端進行實地實時識別。在除草環(huán)節(jié)，使用監(jiān)控攝像頭和養(yǎng)護機器人，通過傳感器精準去除梯帶上的雜草，特別是頑劣性芒草，對于固定的基地，無人駕駛作業(yè)車輛可以在編程完畢后，24 小時自主工作。油茶林種植在山地，有不同的地形，適合使用坦克履帶的智能除草機器。目前世界上已經投入應用的AI 除草機器，有美國Carbon Robotic 公司生產的自動除草機，適用于1000畝以上農田全面的自動化除草，通過人工智能和激光熱能清除雜草，每小時可除草10 萬株，且不會破壞農作物和土壤。英國Small Robot 公司開發(fā)的除草機器人Dick，配備了自動駕駛技術，主要依靠計算機和高分辨率攝像機進行工作，掃描地面上的農作物，通過AI 計算機精準找出雜草的位置并標記開啟激光除草，形成完整的“除草—播種”系統(tǒng)，可以減少40%的成本，95%的農藥使用量。國內揚州大學張瑞宏教授團隊自主研發(fā)的火焰封草復式作業(yè)機和機械除草機，火焰封草使用液化氣為燃料，成本為12 ～15 元/畝，比化學除草每畝節(jié)約成本30 元。河北林業(yè)職業(yè)學院劉斌團隊研究的林業(yè)智能裝備可以5 公里遠距離遙控，小型農林業(yè)用機器人，開溝、施肥、除草、灌溉、打藥等，一鍵達成。

人力成本是僅次于建園種植的第二大成本，據(jù)我們研究團隊測算，種植頭5 年的人力成本，農戶經營（100 畝以下）約占總成本20.2%，小公司經營（100 ～500 畝）約占總成本36.5%，中等公司經營（500 ～2500 畝）約占總成本32.8%。油茶采摘時間集中且只能人工采摘，年年采摘伴隨勞動力成本持續(xù)上升，目前油茶機械采摘尚在實驗和小規(guī)模測試階段，AI 技術的農業(yè)機器人和無人駕駛農具，加入適用于山區(qū)地形的履帶式等設計，有望突破現(xiàn)有技術的限制，運用于油茶產業(yè)。通過手機、電腦等設備端，可實現(xiàn)對相關工作的監(jiān)管與調控，降低管護、采摘節(jié)點的生產強度，減少人工的使用，降低勞動力成本。

（三）智慧加工提高效率滿足個性化需求

生產全過程AI 控制，主要依靠計算機和各種傳感器來實現(xiàn)精準的控溫控水工作。目前青果烘干、自動剝殼正在應用與改進之中，液壓式機器的人工使用量高，滾筒壓榨一體化機省人工，但液壓式機器生產的產品質量高于滾筒壓榨的。筆者調研，生產3000 斤茶油，使用自動剝殼機效率可以提高10 倍，自動剝殼機只要4 天完成剝殼，而人工剝殼需一個月，每天雇老年人10 ～20 個，工資每天30 元，需要花2 萬多元。智慧烤茶籽，智能生產不僅提高生產效率，降低自然風險，而且保證了茶油產品質量的穩(wěn)定性。智慧加工連接AI 營銷系統(tǒng)，提供滿足顧客偏好的個性化產品，開拓新市場，提高加工節(jié)點的價值增值。

（四）大數(shù)據(jù)分析引領智能化營銷

農機裝備智能化采集的生產數(shù)據(jù)不僅可用于品種改良的研究，也可以用于預測未來的產量和市場供給，從而預測價格。錢曄運用產業(yè)數(shù)據(jù)和人工智能算法，構建云南省鮮切花價格預測模型群[9]可為油茶產業(yè)提供借鑒。AI 搜集的大數(shù)據(jù)結合常山油茶指數(shù)或全國數(shù)據(jù)庫，可以預測產量與價格，進而分析市場供求，制定和改進營銷方案；還可用于油茶大小年的產量控制，在小年的時候分析標記油茶林中需要間伐的油茶樹，在大年進行間伐；在小年的時候增加水肥施用和除草管護，增加產量以提高利潤。還可針對油茶林大小年的特點，選擇不同的管護和水肥管理方案，以降低自然風險，降低價值鏈中生產節(jié)點的成本。

在銷售推廣方面，AI 系統(tǒng)可以整合海量數(shù)字資源，捕捉到其他地區(qū)先進的推廣方式，提供給廠商或者消費者多種的品牌推廣方案。Explainable AI 在預測油茶產品在某個地區(qū)的銷售量時，可以搜集往年跟油茶銷售量有關聯(lián)的特征數(shù)據(jù)，用機器學習模型（一般用線性回歸模型）經過多次擬合訓練，去尋找對應關系，只要能找出有效的對應關系，就可以根據(jù)這些特征實現(xiàn)銷售量預測。

借鑒福建“農業(yè)云131”茶葉質量安全追溯平臺，連接生產、加工、銷售、流通等價值鏈節(jié)點，精準對接小農戶，保障消費者和經銷商利益，油茶產業(yè)可以接入該平臺，應用AI技術的全過程精準服務，連通國家農業(yè)大數(shù)據(jù)資源中心，跟京東、淘寶、小紅書、抖音等廠商實時信息共享與延伸應用，通過大數(shù)據(jù)挖掘與分析，精準研判市場，結合生產和成本，預測銷售，推薦開發(fā)有潛力的市場與合適的營銷方案，實現(xiàn)品牌推廣和客戶服務，提高油茶產品的市場競爭力和消費者滿意度。

（五）服務平臺的拓展和應用，延伸產業(yè)價值鏈

應用現(xiàn)有AI 技術的服務平臺、物聯(lián)網和直達鄉(xiāng)村的快遞系統(tǒng)，以低成本連接個人、小農業(yè)戶與大市場。連接全國“12316 三農綜合信息服務平臺”，福建“農業(yè)云131 信息平臺”等各類平臺，以互聯(lián)網、物聯(lián)網和大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)協(xié)同使用，促進產業(yè)價值鏈提升。

借鑒美國賓夕法尼亞州plant village 農業(yè)專家系統(tǒng)，德國的plantix 公司開發(fā)的安卓APP的專家系統(tǒng)。2017 年以來，在福建省的農業(yè)智慧園，福建省農科院專家通過物聯(lián)網對農業(yè)智慧園的農民進行技術指導；江西省進賢縣建立的農業(yè)網絡專家系統(tǒng)，在培訓、提高勞動力素質中卓有成效。近年來農業(yè)人工智能服務平臺主要由企業(yè)建設，包括阿里云ET 農業(yè)大腦，百度大腦的智能農業(yè)，佳格“耘境”數(shù)字農業(yè)系統(tǒng)，麥飛科技的麥云農業(yè)AI 云平臺等，發(fā)展迅速，各有特色?；贏I 技術形成的產業(yè)價值鏈將對油茶產業(yè)組織進行系統(tǒng)性重構，在動態(tài)演化中實現(xiàn)產業(yè)技術升級。由于油茶產業(yè)使用AI 的場景制約因素的影響，需要服務系統(tǒng)提供多任務的協(xié)同作業(yè)，農業(yè)機器人集除草，施肥、采摘、信息采集與分析，需要服務平臺系統(tǒng)以租賃分攤付費或政府補貼等方式，以降低成本，促進AI 技術在油茶產業(yè)的使用。

延伸產業(yè)價值鏈，挖掘油茶價值鏈中的增值潛力。AI 可綜合考慮地區(qū)生態(tài)情況，實現(xiàn)生產、加工與生態(tài)環(huán)境保護的平衡，而生態(tài)環(huán)境越好，茶油及衍生產品的質量越好，油茶林的鄉(xiāng)村旅游和休憩的質量更高。AI 技術就可以從生產環(huán)節(jié)的綠色種植、農家肥施用、防治害蟲等方面獲得原先沒法采集的數(shù)據(jù)，測算整個產業(yè)鏈中不同環(huán)節(jié)的碳排放數(shù)據(jù)，運用碳標簽，在實現(xiàn)銷售價值的同時，實現(xiàn)生態(tài)產品價值。

四、AI 技術應用于福建油茶產業(yè)高質量發(fā)展的優(yōu)化策略

（一）接入已有AI 數(shù)字化服務平臺

響應國家戰(zhàn)略，接入相應服務平臺，如福建“農業(yè)云131”信息平臺，采用機載終端和云平臺相結合的應用模式，其機載終端包括關鍵作業(yè)狀態(tài)信息傳感器和移動數(shù)據(jù)通信模塊，展示生產、經營、管理全過程信息，進行土壤、施肥、采摘、加工、銷售全過程質量追溯，小程序、公眾號與村級管理系統(tǒng)連接，公共數(shù)據(jù)上傳云端平臺，進行數(shù)據(jù)挖掘分析，同步提升政府管理和企業(yè)效益，其中的果蔬系統(tǒng)可以拓展應用到油茶產業(yè)。

（二）政府通過區(qū)塊鏈智能合約進行管理

由于油茶投資回收期長，需要政府對運用AI 技術的大中型廠商給予低息或貼息貸款提高數(shù)字化水平，鏈接現(xiàn)有智慧農業(yè)的相關服務平臺，服務小農戶。油茶以低技能勞動力為主，應用型人工智能主要是開發(fā)和應用產業(yè)機器人，需要政府加大對勞動力的培訓，培養(yǎng)兼具油茶生產、營銷與AI 知識的復合型人才，鼓勵技術人員學習先進技術，或政府用科技特派員系統(tǒng)，或購買科技服務團進行技術服務。通過區(qū)塊鏈智能合約，精準管理各項目的扶持補貼與建設，AI 和油茶產業(yè)融合的專項計劃等，并通過AI 系統(tǒng)，采用“眾籌管護”等取得社會力量的金融支持。

（三）以數(shù)字孿生模擬現(xiàn)實，促進數(shù)據(jù)化產業(yè)生態(tài)建設

油茶企業(yè)以小規(guī)模私營企業(yè)為主，數(shù)據(jù)化產業(yè)生態(tài)中，核心企業(yè)可以擴大用戶連接和獲取用戶數(shù)據(jù)，更高效地連接用戶，整合碎片化價值。主產區(qū)三明、龍巖、寧德、南平集聚著油茶產業(yè)的主要核心企業(yè)，在鄉(xiāng)村數(shù)字經濟的發(fā)展中，隨著參加者增加，網絡價值呈指數(shù)級增長，以數(shù)字孿生模擬現(xiàn)實，可以進行有效測算，提高價值鏈參與企業(yè)的獲益能力，促進數(shù)據(jù)化產業(yè)生態(tài)建設。

（四）引導產業(yè)融合，實現(xiàn)價值鏈攀升

以三明為軸心，建設油茶專業(yè)化的區(qū)域性產業(yè)集群，拓展生態(tài)、文化的延伸功能，促進與二、三產業(yè)深度融合。油茶是需要當?shù)鬲毺貧夂蚝偷乩憝h(huán)境才能培育出來的高端傳統(tǒng)產品，國際高端農產品都體現(xiàn)出雄厚的文化積淀，[7]因此要在產品上體現(xiàn)情感和文化的對接，展示客家文化、莆仙文化等各異的鄉(xiāng)村文化。

云計算、人工智能、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)等信息技術正在重構全球價值鏈，在現(xiàn)有世界三大區(qū)域價值鏈中，福建油茶正處于中國、日本主導的亞洲區(qū)域價值鏈范圍，以閩商著稱的福建人，在全國5000 萬華僑中占了21.76%，分布于世界160 多個國家，福建線路遺產豐富，天然具有開發(fā)國際市場的優(yōu)勢。福建可以發(fā)揮外貿強省的優(yōu)勢，搶占價值鏈的制高點，以各類AI 技術平臺參與國際市場的開拓，實現(xiàn)油茶產業(yè)價值鏈攀升。