农业已经面临多重挑战。这些涉及粮食安全、农业对环境的影响以及该部门的组织。数字技术能否帮助建立一个理想的未来来应对这些问题？

2.1 世界粮食安全面临压力

根据联合国的中值情景，世界人口正以每年 1.1% 的速度增长，预计到 2050 年将达到约 95 亿人。这种人口增长导致全球粮食需求大幅增长，而中国的快速发展和饮食结构的变化也加速了这一增长（Bai 等人，2020 年）。世界农业食品系统越来越受到限制，特别是因为它依赖于一些越来越稀缺或越来越受损的不可再生资源（淡水、磷、油、可耕种的土壤等）。该系统将很快感受到气候变化的全部力量，无论是直接的（极端天气事件、干旱等）还是间接的（冰川融化、有害生物和疾病物种的扩散和传播、海平面上升）（IPCC ，2014 年；联合国教科文组织，2019 年）。目前种子、传粉媒介、作物助剂等生物多样性的崩溃也威胁到了它，这危及了其正常运作所必需的许多生态系统服务（粮农组织，2019a）。产品、土地和水的使用冲突也将增加，例如，使用生物质作为能源和实施植树造林/再造林计划以捕获二氧化碳（也称为“负排放”技术，现在是所有 IPCC 的基础将温度升高限制在 2°C 的情景）。此外，对于一些被认为对粮食安全至关重要的谷物，发达国家的农业产量似乎已达到极限。最后，当前的农业食品系统不是很有弹性。例如，它依赖于全球分布不均的全球化资源（磷、石油等）以及一系列潜在脆弱的外生系统，例如准时运输和物流系统、全球市场和金融。投机、价格波动等）和季节性农民工的流动。Covid-19 健康危机凸显了其中一些漏洞。

供需之间日益紧张的局势导致中期全球粮食短缺的风险，并带来多重地缘政治后果（Brown，2012 年）。粮农组织的最新统计数据显示，饥饿人数再次上升（粮农组织，2017 年）。然而，某些杠杆和机会可能会产生积极影响，例如改变发达国家的饮食习惯、大幅减少损失和浪费（粮农组织，2019b）、回收和使用副产品/副产品的能力以及改善农产品系统中的生产技术和组织，以提高其复原力和适应能力。虽然这些杠杆可能在我们的能力范围内，但在这些问题上迅速取得进展至关重要。

除了这些食品安全问题，世界卫生组织还观察到全世界 13% 的成年人肥胖。营养不良的这一方面是农业食品系统的另一个关键问题，此外，通过生产通常含糖量非常高的超加工食品会引发相关的慢性疾病（癌症、糖尿病、心血管事件）。在某些畜牧业模式中使用抗生素作为生长促进剂也是如此。这些与食品相关的健康问题越来越受到关注（参见法国的 États généraux de l'alimentation 和 2017-2018 年的 Égalim 法 ），并促使人们对健康和可持续食品的需求越来越大本地、农业生态和最低限度的加工。

2.2 迫切需要减少农业对环境的负面影响

基于集约化农业的农业生产系统对当前生物多样性的崩溃（Sánchez-Bayo 和 Wyckhuys，2019 年）以及土壤肥力和水质的降低（Caquet 等人，2020 年）做出了重大贡献。迫切需要大幅减少植物检疫产品和矿物肥料的使用，并在总体上协调农业与环境。此外，我们必须重新思考我们与“自然”生态系统（野生动物、森林和牧区生物多样性保护区）的相互作用，牢记“自然”并不意味着排除所有人类干预和活动。改善牲畜福利同样重要：动物应被视为既有知觉又有意识的主体，与农民合作，而不再仅仅是具有生物学功能的物体。必须设计尊重动物并确保良好生活和可接受的死亡的农场系统（Porcher，2011 年）。

人畜共患病（Covid-19 和其他最近的人畜共患病，如 H1N1）的传播使我们想起了动物（野生和家养）与人类世界之间某些疾病的严重性。根据 OIE（国际动物卫生组织）的数据，超过 60% 的人类传染病是人畜共患病的。如果我们考虑到新出现的传染病（70%），动物、人类和生态系统健康之间的相互作用正在导致“一个健康”的概念，这个数字会增加（Gibbs，2014；Zinsstag 等，2015）。

最后，农业是法国第三大温室气体 (GHG) 排放源（2018 年占全国总量的 19%）（CITEPA，2018 年）。农业和林业机械仅占这些排放的 12%，而畜牧业占 48%（主要通过甲烷排放），农作物占 40%（主要通过土壤施肥过程中的一氧化二氮排放）。1990 年至 2018 年间，农业排放量减少了 8%（同期全国温室气体排放量增加了 6%）。因此，如果该国要实现法国的低碳战略目标 21 及其在《巴黎协定》框架内的承诺，就必须加大转型和努力。在这种情况下，农作物、森林、草地和牧地和走廊可能会大有帮助，因为它们在碳储存中发挥着重要作用。22 例如，INRAE 发起的“4 pour 1000”（4 for 1000）项目旨在每年增加 0.4% 的全球农业土壤碳储量（即相当于与人类活动相关的全球每年二氧化碳排放量）通过发展替代种植做法，例如中间作物、小区内农林业和轮作临时草地.

2.3 农业动态有利于集约化和专业化

农业是产业链的一部分，农业生产和加工模式被设计和锁定，但也被改造和发明。在供应链的各个层面，农产品模型对与流程和产品物流相关的竞争力和卫生标准提出了高昂的要求。这些连锁店是社会技术制度的一部分，侧重于通过定价（尽可能低）来提高竞争力。通过资本（以越来越高效的机器和自动化的气候控制建筑物的形式）和劳动力竞争以及全球化加剧的劳动力竞争来替代后者，从而提高了劳动力的生产力，从而实现了这一点。该系统的基础是大量使用日益复杂的技术，许多用户逐渐依赖这些技术（农业机械、生物技术、杀虫剂等）。除其他外，这导致包括法国在内的所有经合组织国家的农业就业人数稳步下降，并导致越来越多的农场专业化生产单一类型的产品。通过 CAP（共同农业政策）、采购组织和寡头垄断的跨国公司，这个系统的组织，从个体农场到消费者，是由具有不同甚至有时不同利益的行为者之间的紧张和不平衡的权力关系驱动的，有助于锁定。此外，在许多情况下，农业活动发生在已经专业化的地区，例如导致牲畜和作物生产的空间分离以及部门之间的地理相对集中。所有这些形成了一个高度复杂的系统，其特点是每个要素在不同层次上的专业化和相互依赖，这需要非常高水平的资源。这会放大不稳定性并增加失败的风险。这也是改变的障碍。

2.4 未来的农业模式是什么？

关于哪种农业模式最能应对当前挑战的争论是广泛存在的，特别是自从法国有机农业（现在占农业面积的 8%）兴起和农业生态学的推广以来。这些辩论不仅限于国家框架，还具有国际层面。2016 年，粮农组织的高级别专家小组（HLPE）提议根据可持续集约化和农业生态学两种标准模式来应对农业（包括畜牧业）的未来（高专组，2016 年）。第一个符合当前趋势，以提高流程效率并集成到长链系统中。它基于精准农业和畜牧生产以及基因组学所带来的尖端科学知识和技术进步。第二个标准模式促进基于自然过程的农业并融入当地和主权粮食系统。它优先考虑所有形式的多样性（生物多样性、农业多样性以及种植和畜牧生产的整合）、同行学习以及寻求在投入和成本节约方面促进自主的连贯系统。有机农业就是这样一种方法（参见 INRAE 的 Métabio 元程序插页）。这种模式越来越受到协会和地方当局的支持，他们正在开发领土食品项目，并坚定地致力于促进短供应链。还提出了更详细的建模。特别是，Therond 等人。(2017) 确定了沿两个轴定位的八种农业模式：对投入的依赖和生态系统服务的实施；食品的地域锚定及长供应链。

例如…

2019 年启动的“INRAE METABIO”元计划提出了“有机农业规模的变化”，旨在探索在需求强劲和农业生态转型的背景下，全国大部分产品供应来自有机农业的假设。它研究了整个农业食品系统中有机农业规模变化的挑战、杠杆和后果。目的是探索科学支持的建议，以预测后果并为有机农业食品系统的部署提供信息。

关于模型的另一场辩论围绕农场的结构特征展开，这些特征可以应对上述挑战。在这里，家庭农业与更资本主义的模式（例如 Gasselin 等人描述的企业农业）之间存在显著差异。(2015) 和 Hervieu 和 Purseigle (2013)。第一种情况，资本和劳动力掌握在家庭手中；第二种情况，资本由非农业主体持有，所有工人都是雇员。后一种情况预示着大型农场26，其基础是超大规模的运营、机械化以及越来越多的适应性自动化，从而实现了极高的生产力。

这两种模式之间存在一些对比，因为农业生态学更多地基于家庭，而可持续集约化则更多地基于资本。然而，系统的多样性不能简化为这些原型。也有许多被称为“中间农业”的混合情况。此外，这两种类型在社会或专业辩论中的对立并不排除领土内的共存形式——可能是空间或基于工作的（交换）——以及城市食品供应链。无论采用何种模式，农民都希望获得体面的收入和工作条件（Ghai，2003 年），即保护他们的健康、提供社会保护并保持他们影响未来的能力的条件。他们还想要有意义、有用、有吸引力并与他人保持关系的工作。

2.5 农业的地域性

在农业模式辩论中要定位的另一个因素是农业的地域性。模型的地域包容性问题解决了某些需求：这些地区的经济和社会发展、增强的复原力、环境质量以及将使用副产品的活动整合到当地应用中的机会的可用性。农业模式如何减少物质和能量流动？生产和活动应在何种规模上迁移和重新多样化？城乡关系、短链、近城农业如何满足这些需求？应该动员哪些策略和工具（地理质量指标，如 PDO、AOC等）？如何促进就业，保证足够的经济价值？这些问题都将领土（由其空间、活动和参与者组成）定位为应对农业必须面临的挑战的重要实体，特别是通过：

• 分析粮食系统中农业模式之间的共存和边界共享模式（Gasselin 等，2021）；

• 在地域层面设计生态农业转型流程（Bergez 等人，2019 年）；

• 为利益相关者、地方当局和政府服务提供信息和决策工具，这些服务涉及将农业与生态系统其他组成部分联系起来的环境和健康层面，水文系统和病理系统。

• 
  

结论

农业目前在粮食安全、污染和资源方面面临严峻挑战，这些挑战使农民的活动和职业的生产层面受到质疑。他们提出了关于哪些农业模式可以提供回应以及这些新模式的具体变体相互作用、对比或共存的领域本身的问题。应该注意的是，它们受制于不同的动态，取决于它们所依附的社会技术制度。可持续集约化通常与劳动力较少的大型农场有关，并与继承的主要制度的演变有关，该制度依赖于（大型）私营上游和下游公司、大型合作社、农业商会的咨询服务、CAP 和研究领导适用于大多数环境的技术解决方案的处方。生态农业仍然是一个社会技术领域，但在研究、公共政策制定和教育等多个参与者中观察到优先事项发生了真正的变化。农业生态学也与转型和激进转型的理念有关。它要求开发知识、方法和工具来探索杠杆，以提高农业生态系统的连贯性和绩效。它还伴随着变化的过程，并有助于探索理想的情况、学习和适应的机制。它支持在知识不完整和行动影响不确定的情况下逐步重新配置系统。

在这种情况下，首先从角度考虑数字技术，因为它们提供的信息的准确性以及它们支持的新决策支持机制。通过这种方式，他们可以扭转农场规模扩大带来的简化推理和行动的动态。通过提供用于观察和管理越来越大的区域的工具，数字技术充当了可持续集约化和结构扩展的杠杆，这与精确性和个性化兼容。同时，数字技术也可以促进家庭农场农业生态模式的发展。事实上，这种模式的一部分是基于同行之间的对话和学习以及与消费者的直接联系：论坛、在线商店和社交网络可以成为有效的工具。更多的数字技术可以帮助理解和管理基于农业生态农业的系统的生物技术、生态和社会经济复杂性，尽管这仍有待证实。它还可以“装备”农民更快地发现故障并帮助决策（决策“支持”信息）。

从数字的角度来看，领土层面也很重要，因为数字技术能够处理连接空间、活动和参与者的复杂过程，并探索多参与者决策的有用场景，无论这涉及食品系统、环境问题或者，越来越多的健康问题（传染性动物或人畜共患病）（Charrier 等人，2019 年）。

最终，为了实现能够应对挑战的快速转型，有必要质疑数字技术响应不同参与者和利益相关者（公共或私人）需求及其迫切需求的能力：

• 信息、对系统复杂性、风险和不确定性的理解；

• 支持在不同层面（欧洲、国家、区域和地区）制定战略和政策以及对农业生产/粮食系统情景进行多标准评估；

• 支持决策制定和管理单一和多方情况下的妥协；

• 最后，一方面支持将人、机器和任务联系起来的具体行动的组成部分，另一方面支持同行之间的体验式对话。