在全球大变革背景下，实现农业现代化需要展望并研判2050 年我国农业发展前景、方向与目标，针对性提出加速实现农业现代化的总体思路、关键措施、保障政策。本文梳理了我国农业历史发展经验，深入分析了未来全球农业发展面临的机遇与挑战，进而研判我国未来农业的发展趋势。研究结果表明，过去40 余年我国农业取得迅速增长，科技进步、制度创新、市场改革、农业公共投入是四大驱动力；着眼中长期，农业现代化仍面临农业劳动生产率低、水土资源环境恶化、全球供应链不确定性加大等多重挑战；需要秉持创新、绿色、高效、永续发展理念，在保障居民口粮绝对安全、粮食总供给自主可控的前提下，加快发展高效、绿色、多功能的高值农业。研究建议，实施以口粮绝对安全底线保障为代表的七大重点战略、以现代生物育种与种业创新为标志的八大重点工程，制定农业优先发展、农村土地制度创新、农业科技体制改革、农民教育培训、高值农业发展支持、全球粮食贸易治理等政策措施。
我国要达到全体国民的共同富裕，必须实现农业与工业及服务业劳动生产率的趋同，而目前农业劳动生产率尚不到工业服务业的1/3。本文在分析农业发展形势的基础上认为，为了保障国家粮食安全，农业应通过内部分工来大幅提升劳动生产率；养殖业应向规模化、现代化转变，种植业需向“二八格局”转变（即20% 的大农生产80% 的农产品并贡献20% 的增加值、80% 的小农生产20% 的农产品并贡献80% 的增加值），大农主要生产粮食等大宗农产品以保障粮食安全，小农主要发展高值农业以保障收入增长。这既是未来我国农业发展的必然趋势，也是符合国情的理想愿景。鉴于提升农业劳动生产率、加快农业转型任务的艰巨性，管理部门应适时进行重大战略部署，出台对应保障与激励措施；尤其需要建成针对大农与小农的政策支持体系、加快城乡融合发展进程、健全土地流转市场，完善创新型农业科技、人才培育体系，建立适应农业全面现代化要求的组织保障体系。
受农业高质量发展、食物消费结构转型升级、气候变化的多重影响，我国农业资源供需平衡日益趋紧，因而统筹利用国际国内两种资源、两个市场，保障我国中长期粮食安全至关重要。本文在对比分析国内、国际农业资源的基础上，研究了我国2035 年和2050 年的粮食消费需求、消费结构、供给结构，分析了未来农业资源供需缺口以及虚拟水、虚拟耕地的可进口潜力与进口来源地，据此展望了我国农业水土资源利用的目标。研究表明：我国虚拟耕地进口将在2048 年前后达到峰值，需进口虚拟耕地近6.147×107 hm2；虚拟水进口量在2045 年前后达到峰值，虚拟水进口量为1.136×108 m3（以蓝水估算），约为2017 年全国农业总用水量的30%；可增加的耕地进口潜力主要来自南美洲和非洲。
本文在回顾中国农业发展历史的基础上，结合全球农业发展趋势对中国农业发展的启示，重点展望至2050 年中国农业发展趋势。研究表明，需要遵循总体经济结构转型与农村经济转型相辅相成的发展路径，提升农业劳动生产力，促进农业快速发展。至2050 年，农业GDP 占总体GDP 的比例与农业就业占总体就业的比例将逐渐趋同。中国食物自给率将从现在的95% 下降到2035 年的90% 左右，未来还会缓慢下降。高价值农产品和多功能农业的发展是未来农业增长和农民农业增收的主要增长来源。基于研究结果，提出至2050 年实现中国农业现代化的战略重点：①农业生产力提升与保障国家食物安全战略；②发挥农产品比较优势发展战略；③绿色高效高值农业发展促进战略；④农业水土资源可持续利用保障战略；⑤制度、政策、投资改革引领现代农业发展创新战略。针对主要战略提出保障措施：持续加大科技和基础设施投入，提高农业生产力；在保障粮食安全生产能力的基础上，加大优势农业及需求潜力大的农业的发展；改善市场环境、弥补市场失灵，支持高值农业发展；加快推进农业永续发展；优化配置“土地、劳动力、资金”等农业生产要素。
为实现农业强而永续、农村美并生态、农民富且体面的乡村全面振兴美好愿景，本文分析了未来30 年我国农产品需求、农业产业结构和农业劳动力需求的变化趋势，提出了未来我国农业应坚持发展“现代智慧生态农业”这一基本方略，实现“确保国家粮食安全、高效绿色高值农业永续发展”两个目标，推进“农业效能提升、系统优化、资源高效循环”三个战略，重构“创新型农业科技体系、现代化农业经营体系、社会化农业服务体系、新时代农业人才体系”四个体系，创新“生物技术以改造农业、装备技术以武装农业、生态技术以支撑农业、信息技术以提升农业”四项技术，实施“现代智慧生态农业试点示范工程、现代生产生活废弃物处理工程、农业全产业链高质量发展监测与评估工程、以养殖企业为主导的种养结合模式创建工程、农业农村人才培育工程”五大工程，为实现社会主义现代化强国的宏伟目标奠定坚实基础。
“谁来种地，怎样种地”是中国和全世界农业生产面临的共同问题。改革开放以来，我国农业生产的机械化水平已显著提高；而农业生产智慧化是今后社会发展的必然趋势，将以智能装备为基础，以数据和知识为核心要素，使现代科学技术与农业深度融合，实现农业生产全过程的数字化感知、智能化决策、精准化作业和智慧化管理，进一步大幅提高劳动生产率、土地产出率和资源利用率。本文以水稻生产为例介绍了我国农业生产的发展现状，分析了我国农业生产向智慧化生产转变的必要性，总结了我国农业生产向智慧化发展面临的机遇与挑战，据此提出了我国农业生产的发展方向和发展路线。为促进我国农业生产方式从机械化向智慧化转变，本文提出了加强农机装备研发和创新体系建设、加强农机推广体系建设、加强农机社会化服务体系建设、加快智慧农业示范区建设等对策建议。
农业机械装备是现代农业发展的物质基础、农业机械化发展的重要标志，新一代信息技术驱动农业机械装备智能化转型升级；基于装备与信息技术协同的智慧农业成为现代农业发展的新趋势，对提高农业生产效率、推动农业机械优质高效发展具有积极意义。本文对比分析了国内外智慧农业的研究现状，梳理了我国农业机械装备、农业信息技术的研究进展与趋势；在剖析我国现代智慧农业发展需求并前瞻发展价值的基础上，提出重点工程发展建议：农业生态系统监测网络新基建工程、国家农业大数据中心及运行机制构建工程、智能农机装备研发应用工程、农业信息服务示范工程、果蔬商品化处理智能感控技术与装备研发示范工程。研究认为，立足国情加大农业科技创新投入并优化结构、建立农业“产学研”创新联盟、完善农业科技创新激励政策，可为引导现代智慧农业发展提供坚实保障。
耕地和水资源极为宝贵，农业水土资源的合理开发利用事关国家粮食安全、生态安全与资源安全；实时准确地监测并获取农业水土资源数量及其利用状况信息，对国家稳定、民生福祉、经济社会至关重要。本文梳理了我国农业水土资源监测与信息服务体系发展现状和面临的问题，阐述了水土资源监测与信息服务管理系统构架，针对性提出了领域发展目标：提高农业水土资源利用率和产出率、优化水土资源空间配置，实现农业资源环境监测的自动化、智能化、无人化以及监测信息服务的市场化、社会化。研究分析了在信息技术与农业深度融合的新形势下，未来我国农业水土资源监测的技术发展路线，从基础设施建设、核心技术研发与集成、信息服务三方面提出了重大项目建议。研究认为，加强顶层统筹布局规划，加大科技创新，搭建重要农业资源监测共享平台，推动“政产学研用”协同发展，注重高端人才培养，可为我国农业水土资源监测发展提供坚实保障。
农业全产业链绿色发展既是提升农产品竞争力、促进农业产业增值的重要途径，又是提高资源利用效率、保障经济永续发展的必然选择。本文基于农业全产业链、农业绿色发展的理论认知，界定了农业全产业链绿色发展的内涵与特征，深入剖析了我国农业全产业链的发展现状、重大挑战、可行路径。研究发现，农业全产业链绿色转型的关键痛点在于系统设计不足、产业链条短、中小型生产经营主体融入难度大、资源利用效率低、增值效应不突出、生态协同困难；农业产业全链条的绿色转型升级与政策保障是促进全产业链价值提升的关键，内部循环融合、横向延伸拓展、纵向要素融合、产业跨越融合是农业全产业链绿色发展的实践路径。为此建议，进一步从加强顶层设计，推进创新驱动、拓展生态优势、完善监管服务、探索利益联结机制等角度精准施策，完善全产业系统布局、优化产品价值转化体系，助推我国农业全产业链融合绿色发展。
提升农业产业竞争力是建设社会主义现代化强国的必然要求，当前农业外部风险的加剧和大国小农、资源紧张、农产品供给紧平衡的基本国情、农情对农业产业竞争力提出了新的要求与挑战。因此，重塑农业产业竞争力内涵、谋划提出新阶段农业产业竞争力战略构想，具有重要性和紧迫性。本文提出了“安全多元、绿色高效、核心掌控、自主竞争”的农业产业竞争力观，基于安全保障力、产业控制力、市场竞争力3 个核心要素，构建了新阶段农业产业竞争力评价指标体系并对其进行评价，据此剖析了我国农业产业竞争力面临的突出短板。在完成新阶段农业产业竞争力提升路径设计的基础上，提出了保障重要农产品稳定供应、拓展农业产业增值空间、推动经营主体与服务主体现代化、提升国际农业合作话语权、推动农业科技优先发展五大举措。
水是制约黄河流域保护和发展的核心要素。基于黄河流域生态保护和高质量发展的系统性、整体性、协同性战略导向，以水为主线，研究建立黄河流域保护和发展协同战略体系，对实施黄河国家重大战略具有重要意义。本文系统评估了黄河流域保护治理取得的成效和面临的关键问题，从流域上中下游区域协同、水生态− 水环境− 水资源− 水安全− 水文化“五水”协同、生态环境治理协同、减污降碳协同、多元政策实施协同等5 个方面，构建了黄河流域生态保护和高质量发展协同战略体系。从区域协调发展的战略视角出发，研究提出了构建协调联动的政策体系、建立流域保护和发展统筹协调机制、强化市场化治理机制、健全流域生态产品价值实现机制、实施减污降碳协同增效行动、实施系统性保护治理工程等措施建议。
黄河流域是我国重要的生态屏障，生态环境敏感脆弱、部分地区局部支流生态环境问题突出，为此，系统谋划黄河流域生态环境治理工程，着重解决突出问题，是黄河流域“共同抓好大保护、协同推进大治理”的重要举措。为进一步推动黄河流域生态保护和高质量发展，本文分析了黄河流域生态环境保护治理面临的主要挑战，从生态环境治理工程投入、生态环境监测网络建设、生态环境治理能力现代化等方面分析了当前存在的主要问题，据此提出了构建以重大工程为引领的黄河流域生态环境一体化治理战略体系框架。研究认为，应充分考虑上中下游空间差异化，坚持系统设计、突出重点，因地制宜、分类施策，统筹谋划、协同共治，水陆联动、联防联控，实施“山水林田湖草沙”一体化保护与修复重大工程、流域环境污染综合治理重大工程、流域生态环境治理现代化重大工程。从解决当前生态环境问题的紧迫性和必要性角度出发，本文提出了建立国家黄河流域生态环境治理重大工程项目库、因地制宜分期分批实施重大工程、开展重大工程实施全过程监管与成效评估、强化重大工程实施的科技创新与支撑等措施建议。
黄河流域生态环境较为敏感且脆弱，长期以来受气候变化以及大规模、高强度的人类开发建设活动影响，流域整体性、系统性生态退化问题突出，生态安全形势不容乐观。为有效促进黄河流域生态保护与高质量发展，筑牢国家生态安全屏障，本文系统评估了近20 年黄河流域生态系统在结构、质量方面的现状及变化情况；总结了当前黄河上、中、下游存在的主要问题与不足，包括流域生态脆弱且整体性、系统性退化问题突出以及现有生态保护修复工作在体制与机制、投入力度、实施成效等方面的瓶颈制约；在此基础上提出了未来黄河流域生态保护修复策略。研究表明：近20 年来，黄河流域生态系统结构总体稳定，但部分类型变化明显，城镇显著扩张，森林、草地、湿地等有所增加，荒漠明显减少；生态系统质量整体改善，并以中游地区较为显著，但局部仍存在退化情况，尤其以下游地区较为显著。为此，本文建议，应通过系统评估生态工程实施成效、因地制宜推进生态保护修复、创新建立生态产品价值实现机制3 个方面加强黄河流域生态保护修复，保障区域生态安全。
黄河水沙调控对保障黄河长久安澜至关重要。近几十年来，受自然因素和水土保持等人类活动的双重影响，黄河来水来沙量持续发生变化，水资源量略有减少、来沙量锐减，为此，科学研判未来黄河来水来沙量是制定水沙调控策略最基础、最关键的科学问题。本文分析了1919—2020 年百年尺度下的黄河来水来沙量的演变情况，并预测了未来50 年的黄河来水来沙量；系统总结了目前黄河水沙调控面临的主要问题，即黄河上游河道淤积萎缩、黄河下游滩区治理策略与高质量发展要求不适应、黄土高原水土流失治理区域不均衡等。在此基础上，提出了新水沙条件下的黄河水沙调控策略建议，一是以黄河上游黑山峡河段开发和古贤水利枢纽建设为重点，完善水沙调控体系；二是黄河下游滩区分区治理、改造河道并释放部分滩区，实现滩区防洪运用与高质量发展的协同；三是科学开展黄土高原分区分类水土保持措施，调整黄土高原治理格局，协同推进生态保护和乡村振兴。
西北地区在我国经济建设、社会稳定、国土安全方面都具有极其重要的战略地位，但水资源短缺、生态环境脆弱，当地经济发展与居民生活质量改善受制于稀缺的水资源。本文基于水足迹和虚拟水视角，分析了西北地区2000—2018 年农业生产和贸易特征，以此明确虚拟水流动对当地水资源的影响。研究数据表明，2000—2018 年西北地区农作物生产水足迹呈波动上升趋势；虚拟水流出规模随着水果、棉花输出量的增大而逐渐增加，2018 年水果、棉花的虚拟水输出量为3.212×1011 m3，占到作物生产水足迹总量的69.8 %；黄河流域是西北地区虚拟水的主要流入区，“奇策线”西北部是西北地区虚拟水的主要流出区。鉴于西北地区水资源严重短缺，而水果、棉花种植更多用于贸易以期带动经济的现状，优化作物种植和虚拟水贸易结构并与跨流域调水相结合，是实现实体水– 虚拟水循环调控、缓解水资源供需矛盾、保障区域水安全的关键措施。
为推进长江经济带生态文明建设，中国工程院于2019 年启动“长江经济带生态文明建设若干战略问题研究”重大咨询项目。本文在项目相关研究成果基础上，系统梳理了地区生态文明建设在顶层设计、绿色示范、生态保护、环境改善等方面取得的系列历史性成效，深入分析了地区生态文明建设在国土开发、产业布局、江湖关系、生态安全、能源开发、环境风险等方面面临的主要挑战，基于“山水林田湖草沙”生命共同体理念，着重从生态空间管控、水生态系统健康、绿色高质量发展、生态保护修复与生态农林业发展、生态产品价值实现、生态文明治理体系等方面提出战略建议，为推进长江经济带生态文明建设提供思路。
长江经济带是我国重要的生态安全屏障，也是我国经济发展的重心所在。推进长江流域城市群建设，对于加快长江经济带发展意义重大。本文以长江经济带五大城市群为研究对象，对其环境承载能力进行评价，采用四象限分析方法探究城市群发展与环境承载力之间的耦合关系，并将城市群划分为三大类别。研究结果表明，长江三角洲城市群属于成熟期– 环境超载型，成渝和长江中游城市群属于高速发展期– 环境超载型，黔中和滇中城市群属于培育期– 环境不超载型。进一步从生态空间管控、国土空间格局优化、城市群绿色发展、人居环境改善等方面提出了长江经济带城市群发展的战略建议，以期强化环境承载能力在城市群发展中的前置性、基础性、引导性作用，为推进长江经济带高质量发展提供基础支撑。
本文从经济发展、空间布局、产业特点、基础设施、用水排水、经济环境绩效等方面对长江经济带工业园区的发展进行了分析，基于此识别出园区绿色发展面临的挑战，并提出了园区深化绿色发展的建议。工业园区是长江流域承载制造业集聚的重要产业空间，是实施制造强国战略的主阵地，对沿江各省工业贡献大多超过50%，经济增长主力军和经济稳定压舱石作用显著，因此必须坚持工业园区作为制造强国战略主阵地不动摇。长江沿江工业集聚、园区密布，资源能源消耗及污染物排放量大。园区相关的生态环境问题突出表现为：部分地区的园区生态文明和绿色发展意识尚待提高，创新发展能力亟待强化；沿江工业园区布局及产业结构仍需深入优化，部分园区管理粗放，园区间绿色发展不平衡不充分明显；园区碳排放高，能源基础设施“大少小多”特征锁定碳排放；园区尚未有效控制用水总量及有毒有害污染物削减，水量水质水安全等问题尚未根本性解决。为此，建议从三个方面着力推进沿江园区创新绿色转型，打造长江生态文明建设新高地：一是加强顶层设计，上下游一体推进工业园区绿色发展，建立工业园区绿色发展报告制度；二是综合运用节约、提效、开源等措施深化园区绿色低碳转型，实施能源环境基础设施绿色化、低碳化改造，构建能源基础设施和环境基础设施间能源– 水产业共生体系，建设全生命周期绿色低碳园区；三是精准科学治污，从全过程推进园区水污染防治、水生态环境保护和可持续水管理，促进化工围江迈向人水和谐。
“共抓大保护、不搞大开发”是推动长江经济带高质量发展的战略导向，长江大保护要抓主要问题、采取针对性的措施策略。本文系统分析了长江经济带面临的主要水安全与水生态保护修复问题：防洪安全形势依然严峻、水生动物适宜生境萎缩严重且多样性降低、长江与通江湖泊关系失调。研究提出了针对性的水安全保障措施与水生态修复策略：一是加快重要蓄滞洪区的安全工程建设，修订《长江流域防洪规划》，提高防洪保安能力；二是在长江上游支流替代生境建设，在长江中下游实施部分原通江湖泊的恢复连通并扩大水库生态调度范围，修复受损生态系统；三是实施洞庭湖北部四口水系综合整治，在鄱阳湖出口建闸并进行调控，科学改善江湖关系。
本文针对我国能源与矿业安全发展面临的风险与挑战，分析了碳达峰、碳中和目标下我国能源需求变化及发展格局，发现新能源和化石能源相互助力、耦合发展将是今后我国形成多种能源融合稳定供给的必由之路。文章研究了5G、大数据、区块链、人工智能等新一代信息技术的特点及其在能源与矿业领域的应用前景，提出了基于新一代信息技术助力我国能源与矿业治理体系变革的技术路径，从能源生产、能源运输、能源消费、能源市场与政府监管五大环节详细论述了新一代信息技术与能源矿业开发利用技术融合发展的技术方向及应用场景，阐述了新一代信息技术支撑能源与矿业治理体系重构，构建能源矿业体系治理新模式的战略思路，提出加强基础理论与技术装备研发、支持能源与矿业领域新基建、提供政策资金保障及建立国家能源与矿业安全生产和交易智能化平台等建议。
腐蚀管理关乎安全生产，关乎国民经济，关乎生态文明，关乎资源节约和国家建设。虽然少数行业在腐蚀管理方面已经进行了一些卓有成效的探索和实践，但是总体上腐蚀管理在我国发展十分不平衡，存在着腐蚀管理意识薄弱、专业人才短缺和管理系统不健全等问题。因此，有必要进一步明确腐蚀管理的内涵，明确我国腐蚀管理体系化发展的基本要求，推动腐蚀管理体系化持续健康发展。本文基于中国工程院重点咨询项目“我国腐蚀管理状况与对策战略研究”主要研究成果，阐述了腐蚀管理的内涵及体系化发展的重要意义，分析了我国腐蚀管理的现状及问题，总结提出了腐蚀管理体系基本框架及管理要点，提出了将腐蚀管理纳入国家安全战略，成立腐蚀管理战略研究常设机构；加强腐蚀学科建设，强化人才战略；建立健全腐蚀防护相关法规标准，强化标准意识；加强腐蚀数据库建设，畅通沟通渠道；搭建腐蚀管理信息及大数据交流平台，打造共享管理新模式等对策建议。
科学的监管体系可以促进新兴事物的蓬勃和规范化发展。人工智能（AI）独立医用软件是人工智能时代赋能医疗健康领域的重要产物。随着人工智能的深入发展，人工智能独有的黑盒算法及自主学习能力引起了巨大的监管挑战。AI 独立医用软件的监管需要与时俱进，为最大程度降低人工智能医疗软件不良事件发生率和风险影响，我们亟待寻求更为科学合理的监管应对方案。对此，本文从AI 技术特征监管应对出发，针对算法变更管理、质量控制、安全追溯等监管上存在的痛点和难点问题梳理了国内外AI 独立医用软件相关监管制度和支撑资源的现状。分析总结了我国AI 独立医用软件监管在制度层面、支撑资源层面仍面临的一些问题与挑战，并针对上市后监管短板提出了措施建议：系统完善AI 独立医用软件监管制度，深化AI 独立医用软件监管支撑体系。以期能够为进一步完善我国AI 独立医用软件科学监管提供参考。
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为深入贯彻落实党中央乡村振兴重大战略部署，加快推进农业农村现代化，中国工程院启动了“中国农业发展战略研究2050”“中国2050 年现代智慧生态农业战略研究与发展路线图”重大咨询研究项目。项目组紧密围绕党的十九大提出的关于农业农村发展战略部署和可持续发展战略要求，分析了至2050 年全球及我国农业发展趋势，并综合种植业、养殖业、农业生产方式和产业体系发展战略、农业资源环境和可持续发展等方面，提出2050 年我国农业发展总体战略。项目分析了农业生产力布局主要变动趋势和特征，研判了我国农业发展的机遇与挑战；从发展思路、战略目标、战略重点、发展路线图、重大工程、保障措施等方面提出了2050 年我国农业发展的战略构想。
为落实党中央关于深入推动长江经济带和黄河流域高质量发展的重大战略部署和习近平总书记系列重要讲话精神，中国工程院组织开展“长江经济带生态文明建设若干战略问题研究”“黄河流域生态保护和高质量发展战略研究”重大咨询研究项目，项目结合长江经济带生态保护、黄河流域高质量发展等，提出总体战略和措施建议。（封面是新疆哈密北斗导航自动驾驶播种机助力棉花春播）
