基于CiteSpace 的國(guó)內(nèi)外智慧農(nóng)業(yè)研究進(jìn)展

楊道邦，林婕虹，鄧 杰，鄧保國(guó)

（仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院管理學(xué)院，廣東 廣州 510225）

農(nóng)業(yè)作為第一產(chǎn)業(yè)，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的根基，是支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。在“十四五”期間，我國(guó)農(nóng)業(yè)資源集約化利用和農(nóng)村生態(tài)環(huán)境治理將處于加速發(fā)展階段，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展模式已不再適用于鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下農(nóng)業(yè)農(nóng)村綠色可持續(xù)發(fā)展的要求，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變、升級(jí)和改造勢(shì)在必行［1］。而智慧農(nóng)業(yè)在一定程度上可實(shí)現(xiàn)資源的集約化利用，減少資源浪費(fèi)，是今后我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向，因此也逐漸成為學(xué)者們關(guān)注的熱點(diǎn)［2-3］。智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)發(fā)展的高級(jí)階段，其核心要素是信息和知識(shí)。智慧農(nóng)業(yè)依托大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化，具體表現(xiàn)在信息感知、智能控制、精準(zhǔn)投入等方面。智慧農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展提供了新的方向、新的選擇［4］?？v觀全球，已有多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的政府推出發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的方案，如日本提出的“下一代農(nóng)林產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造技術(shù)”方案，以歐盟、歐洲農(nóng)機(jī)協(xié)會(huì)為代表的農(nóng)業(yè)4.0 項(xiàng)目（Farming 4.0）以及未來(lái)農(nóng)業(yè)項(xiàng)目（Future Farm），以加拿大、美國(guó)為代表的智慧農(nóng)業(yè)（Smart Agriculture），智慧農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為當(dāng)今世界現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)［5］?；仡櫸覈?guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是我們國(guó)家一直以來(lái)重視的農(nóng)業(yè)發(fā)展方向，從2005 年的中央1 號(hào)文件以來(lái)，每年都會(huì)出現(xiàn)“農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化”“農(nóng)業(yè)信息化”等詞，這也是我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志。2018 年，《中共中央 國(guó)務(wù)院關(guān)于實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的意見(jiàn)》明確提出“提升農(nóng)業(yè)發(fā)展質(zhì)量，培育鄉(xiāng)村發(fā)展新動(dòng)能，大力發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè)，實(shí)施智慧農(nóng)業(yè)林業(yè)水利工程，推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)示范和遙感技術(shù)應(yīng)用，同時(shí)通過(guò)智慧農(nóng)業(yè)將全部的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)特性融合在一起并運(yùn)用信息技術(shù)，創(chuàng)造出循環(huán)化的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈”。2020 年中央1 號(hào)文件《中共中央 國(guó)務(wù)院關(guān)于抓好“三農(nóng)”領(lǐng)域重點(diǎn)工作確保如期實(shí)現(xiàn)全面小康的意見(jiàn)》中提到“農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，需要加強(qiáng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的設(shè)施建設(shè)，需要依托現(xiàn)有資源建設(shè)農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)中心，加快物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、人工智能、第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、智慧氣象等現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用”。因此，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)不僅是我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中的重要一步，也是我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重點(diǎn)方向，更是貫徹落實(shí)我國(guó)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要舉措［6］。從世界范圍看，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展仍相對(duì)落后，在基建、人才、資源整合等環(huán)節(jié)還需逐步解決和完善［6］。此外，不少學(xué)者對(duì)我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展進(jìn)行了深入的研究，發(fā)現(xiàn)我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)在發(fā)展建設(shè)中仍存在一系列問(wèn)題，主要包括基礎(chǔ)設(shè)施落后、運(yùn)營(yíng)成本高、人才不足、農(nóng)業(yè)科技推廣不力、信息數(shù)據(jù)存在隱患、科研體系不健全、農(nóng)機(jī)設(shè)備現(xiàn)代化程度較低［4,7］。為此，有學(xué)者通過(guò)借鑒國(guó)外智慧農(nóng)業(yè)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，提出構(gòu)建農(nóng)村高素質(zhì)人才培育體系，打造全國(guó)智慧農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)交流平臺(tái)，加快農(nóng)村地區(qū)信息化建設(shè)，完善政府與市場(chǎng)互相聯(lián)動(dòng)的雙向機(jī)制助力中國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展等建議［8-10］。學(xué)者們對(duì)智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域做了大量且有意義的研究，但多集中在定性分析上。由此可見(jiàn)，學(xué)者們的研究在推動(dòng)我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展中起到了重要作用，但在研究的深度和廣度上仍需進(jìn)一步深入和擴(kuò)展：一是已有的研究缺少橫向?qū)Ρ龋y以總結(jié)出智慧農(nóng)業(yè)在不同地域、不同階段的發(fā)展過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的各種形式；二是與智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)的報(bào)道中，綜述性的文章較少，且缺乏一定程度的定量分析，較為主觀；三是智慧農(nóng)業(yè)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷豐富，其熱點(diǎn)問(wèn)題值得深入研究，且具有重要的實(shí)踐意義。鑒于此，本文采用CiteSpace 5.6 軟件，對(duì)智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、熱點(diǎn)、趨勢(shì)進(jìn)行可視化分析，并與國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究進(jìn)行對(duì)比，以期更好地為我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展提供科學(xué)建議。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究的國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)來(lái)源于CNKI 數(shù)據(jù)庫(kù)，綜合考慮文獻(xiàn)的權(quán)威性和全面性，經(jīng)過(guò)多次檢索試驗(yàn)最終確定檢索策略：選擇“核心期刊”和“CSSCI”作為數(shù)據(jù)來(lái)源對(duì)象和類別，選擇檢索范圍為“主題”，通過(guò)高級(jí)檢索功能，結(jié)合智慧農(nóng)業(yè)的定義最終選取“智慧農(nóng)業(yè)”、“農(nóng)業(yè)”并含“物聯(lián)網(wǎng)”、“農(nóng)業(yè)”并含“云計(jì)算”、“農(nóng)業(yè)”并含“大數(shù)據(jù)”、“農(nóng)業(yè)”并含“5G”共5 種主題詞分別進(jìn)行檢索。由于國(guó)內(nèi)首篇與智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)的文獻(xiàn)出現(xiàn)在2009年，為全面揭示智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，將檢索時(shí)間跨度限定為2009 年1 月至2020 年7 月，共獲得913 篇符合條件的文獻(xiàn)。進(jìn)一步對(duì)以上文獻(xiàn)進(jìn)行多次逐篇篩查，剔除無(wú)關(guān)文獻(xiàn)及非研究型文獻(xiàn)，篩選出814 篇有效期刊論文，將其作為國(guó)內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)的研究樣本進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

國(guó)外數(shù)據(jù)來(lái)源于Web of Science 核心集合數(shù)據(jù)庫(kù)，利用高級(jí)檢索功能，輸入“Smart agricultural”和“Intelligent agricultural”兩種檢索詞匯分別進(jìn)行檢索，檢索時(shí)間跨度設(shè)置為1992 年1 月至2020 年7 月，最終檢索到有效文獻(xiàn)1 211篇，將其作為國(guó)外智慧農(nóng)業(yè)的研究樣本進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

1.2 研究方法

本研究選用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)中的科學(xué)知識(shí)圖譜方法，利用可視化工具CiteSpace 5.6 軟件，對(duì)智慧農(nóng)業(yè)的研究現(xiàn)狀、研究熱點(diǎn)和研究趨勢(shì)進(jìn)行直觀分析，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)國(guó)內(nèi)外智慧農(nóng)業(yè)研究進(jìn)行比較分析，從而為中國(guó)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供方向性建議。

文獻(xiàn)計(jì)量分析通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)等方法，定量分析學(xué)術(shù)論文的分布規(guī)律，揭示論文的年度增長(zhǎng)和老化程度，從而分析某一領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展歷程，預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)，是對(duì)研究領(lǐng)域進(jìn)行評(píng)價(jià)的有力支撐工具［11］。其中運(yùn)用最為廣泛的可視化分析工具是由美國(guó)德雷賽爾大學(xué)計(jì)算機(jī)與情報(bào)學(xué)教授陳超美開(kāi)發(fā)的可視化分析軟件——CiteSpace［12］。本研究采用的軟件版本為CiteSpace 5.6，主要運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量分析中的關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析以及關(guān)鍵詞聚類分析。其中，關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析的原理是統(tǒng)計(jì)同對(duì)關(guān)鍵詞在同一篇文獻(xiàn)中出現(xiàn)的次數(shù)，據(jù)此研究某領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢(shì)。而關(guān)鍵詞聚類分析的原理是可視化分析軟件通過(guò)算法將關(guān)系緊密的關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類，用模塊值（ModularityQ，Q 值）衡量所生成的聚類網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定度，平均輪廓值（MeanSilhouette，S 值）衡量聚類內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的相似程度。一般認(rèn)為Q 值大于0.3 則表示聚類結(jié)構(gòu)顯著，效果較好；S 值大于0.5則表示聚類內(nèi)部匹配程度高，聚類合理［13-14］。

2 國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)分析

2.1 研究進(jìn)展概述

以2009 年1 月至2020 年7 月為檢索周期，對(duì)CNKI 數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)有關(guān)智慧農(nóng)業(yè)的文獻(xiàn)進(jìn)行檢索并統(tǒng)計(jì)。結(jié)果（圖1）顯示，該檢索周期內(nèi)有關(guān)智慧農(nóng)業(yè)的文獻(xiàn)數(shù)量共913 篇。其中，2009—2014 年發(fā)文量較少且處于緩慢增長(zhǎng)階段，2015—2016 年發(fā)文量快速激增，2017 至今發(fā)文量波動(dòng)幅度較大，但總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)?？v觀我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程可見(jiàn)，學(xué)界對(duì)智慧農(nóng)業(yè)的關(guān)注度持續(xù)增加。

圖1 2009—2020 年國(guó)內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域文獻(xiàn)樣本數(shù)量統(tǒng)計(jì)Fig.1 Statistics on the number of literature in demestic intellectual agriculture research field from 2009 to 2020

2.2 文獻(xiàn)作者、主要研究機(jī)構(gòu)分析

同一研究領(lǐng)域內(nèi)作者的合作程度，在一定程度上反映了該研究領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)體系的完善程度。對(duì)智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的作者進(jìn)行共現(xiàn)分析，結(jié)果顯示中國(guó)學(xué)者對(duì)智慧農(nóng)業(yè)的研究較為分散，缺乏完整的網(wǎng)絡(luò)體系。從發(fā)文數(shù)量看，發(fā)文量最多的學(xué)者為李瑾、郭美榮，但也僅各達(dá)到6 篇，學(xué)者的發(fā)文量普遍都較少；從半衰期來(lái)看，影響期限最長(zhǎng)的學(xué)者為于金瑩，影響長(zhǎng)達(dá)5 年，少數(shù)學(xué)者的半衰期可達(dá)2～4 年，其他學(xué)者的半衰期均為1 年以內(nèi)，影響十分短暫。由此可見(jiàn)，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于智慧農(nóng)業(yè)的研究相對(duì)獨(dú)立，較少有學(xué)派之間的聯(lián)系。

科研機(jī)構(gòu)發(fā)文量是其研究力量的體現(xiàn)，通常研究機(jī)構(gòu)的學(xué)術(shù)實(shí)力越強(qiáng)，其發(fā)文量越多［15］。對(duì)智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)文單位進(jìn)行共現(xiàn)分析，由發(fā)文數(shù)量和連線情況看，發(fā)文數(shù)量最多的機(jī)構(gòu)為中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，但二者之間聯(lián)系較為貧乏；北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心、國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心和北京市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)研究中心之間的聯(lián)系關(guān)系則較為緊密，初步形成了一定的網(wǎng)絡(luò)。從半衰期來(lái)看，東北林業(yè)大學(xué)的影響力最大，長(zhǎng)達(dá)10 年；北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心與國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心次之，達(dá)到6 年；少數(shù)發(fā)文機(jī)構(gòu)半衰期為2～5 年，其仍有一定研究貢獻(xiàn)；剩余其他機(jī)構(gòu)的半衰期均為1 年以內(nèi)，影響十分短暫。

2.3 相關(guān)關(guān)鍵詞的知識(shí)圖譜分析

2.3.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析 將提取的2009—2020 年913 篇智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)文獻(xiàn)，導(dǎo)入CiteSpace軟件，選取出現(xiàn)頻次在2 次以上的關(guān)鍵詞，進(jìn)行關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析，得到關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜（圖2）。圖譜顯示，共有160 個(gè)節(jié)點(diǎn)304 條連線，節(jié)點(diǎn)和字號(hào)越大，關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率越高；連線越粗，關(guān)鍵詞的聯(lián)系程度更緊密。由圖2 可知，“物聯(lián)網(wǎng)”這一關(guān)鍵詞的節(jié)點(diǎn)最大，頻次為196，中心性也是所有關(guān)鍵詞中最高的，說(shuō)明“物聯(lián)網(wǎng)”是智慧農(nóng)業(yè)研究中的關(guān)鍵組成部分，這反映出物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，被視為新的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)［16］；與智慧農(nóng)業(yè)聯(lián)系緊密的“大數(shù)據(jù)”“云計(jì)算”“信息化”等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)也較大，這些技術(shù)也是當(dāng)下的科技熱點(diǎn)，其中，大數(shù)據(jù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的的重要支撐，其在數(shù)據(jù)挖掘和動(dòng)態(tài)管理方面的優(yōu)勢(shì)，對(duì)智慧農(nóng)業(yè)的實(shí)現(xiàn)與發(fā)展具有重要作用［17］。

圖2 2009—2020 年國(guó)內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜Fig.2 Keyword co-occurrence network map in demestic intelligent agriculture research field from 2009 to 2020

2.3.2 關(guān)鍵詞聚類分析 對(duì)關(guān)鍵詞圖譜進(jìn)行聚類分析，結(jié)果顯示，網(wǎng)絡(luò)模塊化評(píng)價(jià)指標(biāo)Q=0.559，且網(wǎng)絡(luò)同質(zhì)性平均值S=0.4927，表示聚類合理且有效。根據(jù)輪廓值排序并進(jìn)行歸納，得到智慧農(nóng)業(yè)3 大熱點(diǎn)主題（表1）。

表1 2009—2020 年國(guó)內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域關(guān)鍵詞聚類Table 1 Cluster of keywords in demestic intelligent agriculture research field from 2009 to 2020

（1）熱點(diǎn)研究技術(shù)：互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)。聚類編號(hào)為8 的標(biāo)題是“農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，包含“農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”“農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈”“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)”等關(guān)鍵詞；聚類編號(hào)為1 的標(biāo)題是“互聯(lián)網(wǎng)＋”，包含“互聯(lián)網(wǎng)＋”“農(nóng)業(yè)信息化”“協(xié)同融合”等關(guān)鍵詞；聚類編號(hào)為4 的標(biāo)題是“大數(shù)據(jù)時(shí)代”，包含“大數(shù)據(jù)時(shí)代”“農(nóng)業(yè)信息服務(wù)”“鮮切花”“智能算法”等關(guān)鍵詞；聚類編號(hào)為2的標(biāo)題是“濕度”，包含“濕度”“監(jiān)測(cè)”“溫室”等關(guān)鍵詞。說(shuō)明智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究技術(shù)為互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)，這與林偉君等［15］的研究結(jié)論一致。21世紀(jì)是信息時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展起著極大的作用，農(nóng)業(yè)自然也不例外，而物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)同屬互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)物，是實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵。

（2）熱點(diǎn)研究對(duì)象：水稻。聚類編號(hào)為6的標(biāo)題是“水稻”，包含“水稻”“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”“農(nóng)機(jī)調(diào)度”等關(guān)鍵詞。我國(guó)人多地少，要用7%的耕地養(yǎng)活22%的人口，而水稻是我國(guó)最重要的糧食產(chǎn)物，其作用和地位不言而喻，尤其非洲蝗災(zāi)以及疫情所帶來(lái)的全球性糧食危機(jī)，如何保障糧食正常供給再次成為了學(xué)界研究的熱點(diǎn)。而正在發(fā)生的以萬(wàn)物為連接主體的物聯(lián)網(wǎng)革命給整個(gè)世界帶來(lái)的影響會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)以計(jì)算機(jī)和手機(jī)為連接主體的傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的影響，為我國(guó)趕超發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)而引領(lǐng)正在發(fā)生的數(shù)字經(jīng)濟(jì)提供了巨大機(jī)遇［18］，同樣地，物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)相結(jié)合的研究同樣受到關(guān)注，“物聯(lián)網(wǎng)＋農(nóng)業(yè)”能成為我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的新增長(zhǎng)點(diǎn)，助力鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，助推農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)展。

2.4 階段性研究前沿分析

突現(xiàn)度反映某一時(shí)期內(nèi)的研究熱點(diǎn)，可以用于厘清某一領(lǐng)域不同階段的研究重點(diǎn)。對(duì)國(guó)內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行突現(xiàn)分析，得到各時(shí)間段智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的突現(xiàn)關(guān)鍵詞（圖3）。根據(jù)突現(xiàn)度大小，排名前七的關(guān)鍵詞依次為“物聯(lián)網(wǎng)”“云計(jì)算”“農(nóng)業(yè)”“農(nóng)業(yè)信息服務(wù)”“互聯(lián)網(wǎng)＋”“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)”“智能農(nóng)業(yè)”。從時(shí)間維度看，突現(xiàn)詞出現(xiàn)的時(shí)間都在2010 年及以后，突現(xiàn)強(qiáng)度最大的關(guān)鍵詞“物聯(lián)網(wǎng)”從2010 年開(kāi)始，到2012 年結(jié)束；“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)”則是出現(xiàn)最晚的突現(xiàn)關(guān)鍵詞，開(kāi)始于2017 年，到2018 年結(jié)束?；诮Y(jié)果可以看出“物聯(lián)網(wǎng)”的突現(xiàn)強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間名列前茅，證明了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用，是農(nóng)業(yè)智能化發(fā)展的重要體現(xiàn)，也正是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展助推了智慧農(nóng)業(yè)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展［19］。隨著時(shí)代的發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+”也得到了眾多研究者的關(guān)注。與此同時(shí)，鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的提出，讓現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展成為了學(xué)界中高度關(guān)注的主題。這也證明了我國(guó)對(duì)智慧農(nóng)業(yè)的研究具有一定的政策傾向。

圖3 2009—2020 年國(guó)內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域突現(xiàn)關(guān)鍵詞Fig.3 Keywords with strong citation burst in demestic intelligent agriculture research field from 2009 to 2020

3 國(guó)外文獻(xiàn)分析

3.1 國(guó)外智慧農(nóng)業(yè)研究的空間特征

地域共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖能夠直觀表現(xiàn)出某個(gè)研究領(lǐng)域的空間特征，可通過(guò)CiteSpace5.6 軟件自動(dòng)生成。該網(wǎng)絡(luò)圖共有節(jié)點(diǎn)76 個(gè)，節(jié)點(diǎn)間連線233 條，網(wǎng)絡(luò)密度為0.0782，說(shuō)明不同國(guó)家間合作關(guān)系較為緊密，特別是歐美發(fā)達(dá)國(guó)家之間。此外，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)圖的節(jié)點(diǎn)大小可知，我國(guó)雖然智慧農(nóng)業(yè)發(fā)文數(shù)量排名第一，但節(jié)點(diǎn)中心性低于美國(guó)。從數(shù)量分布情況來(lái)看，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家仍是主要力量，但中國(guó)、印度、肯尼亞等發(fā)展中國(guó)家不容小覷。國(guó)際上對(duì)氣候智慧農(nóng)業(yè)關(guān)注度較大，認(rèn)為氣候智慧農(nóng)業(yè)是轉(zhuǎn)變和重新定位農(nóng)業(yè)系統(tǒng)以在新的氣候變化現(xiàn)實(shí)下支持糧食安全的一種手段［20］。有學(xué)者使用肯尼亞Nyando 盆地的住戶調(diào)查數(shù)據(jù)，將統(tǒng)計(jì)匹配和聯(lián)立方程計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型結(jié)合起來(lái)，得出對(duì)于嚴(yán)重依賴農(nóng)業(yè)的小農(nóng)戶而言，面對(duì)氣候變化，氣候智慧農(nóng)業(yè)能夠確保家庭生計(jì)和收入［21］。學(xué)者通過(guò)對(duì)非洲調(diào)研發(fā)現(xiàn)，氣候智慧農(nóng)業(yè)不僅是非洲農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，更因其對(duì)糧食生產(chǎn)率、適應(yīng)性和緩解氣候變化的“三贏”貢獻(xiàn)而在全球農(nóng)業(yè)和氣候議程中倍受關(guān)注［22］。更進(jìn)一步的是，有學(xué)者對(duì)南非一項(xiàng)公共投資計(jì)劃的成本效益分析，發(fā)現(xiàn)投資收益高于資本的機(jī)會(huì)成本，說(shuō)明農(nóng)民和整個(gè)社會(huì)在投資于氣候智慧農(nóng)業(yè)方面的便利和對(duì)緩解氣候變化做出的積極貢獻(xiàn)［23］。在美國(guó)，有學(xué)者通過(guò)11 個(gè)玉米帶州內(nèi)的農(nóng)田進(jìn)行了多年的DeNintrification-DeComposition 模型模擬，得出氣候智慧農(nóng)業(yè)的廣泛采用可能通過(guò)增加土壤有機(jī)碳的存量和減少一氧化二氮的排放來(lái)大大減輕農(nóng)業(yè)溫室氣體的排放［24］。有學(xué)者對(duì)土耳其進(jìn)行調(diào)研分析，得出氣候智慧型農(nóng)業(yè)的目標(biāo)包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)增長(zhǎng)、對(duì)氣候變化的抵制和適應(yīng)以及減少溫室氣體的排放［25］。而在巴拿馬，學(xué)者通過(guò)對(duì)其農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀的研究，發(fā)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)不僅能為食品生產(chǎn)部門(mén)帶來(lái)巨大利益，而且為現(xiàn)代可持續(xù)農(nóng)業(yè)的實(shí)現(xiàn)提供潛在解決方案［26］。

3.2 國(guó)外智慧農(nóng)業(yè)文獻(xiàn)作者分析

學(xué)者間的合作強(qiáng)度對(duì)研究領(lǐng)域具有一定影響，利用CiteSpace 軟件進(jìn)行發(fā)文作者的共現(xiàn)分析所得圖譜可知其合作情況。圖譜中共有130 個(gè)節(jié)點(diǎn)148 條連線，各節(jié)點(diǎn)尺寸均不大，沒(méi)有發(fā)文數(shù)量超過(guò)10 篇的學(xué)者，節(jié)點(diǎn)間的連線不多，學(xué)者間的聯(lián)系不強(qiáng)，說(shuō)明國(guó)際上對(duì)智慧農(nóng)業(yè)的研究不集中。從發(fā)文數(shù)量和半衰期來(lái)看，Wollenberg和Whitfield 具有較大的影響力和代表性，其中Wollenberg 提出智慧農(nóng)業(yè)能夠提高熱帶地區(qū)農(nóng)業(yè)景觀的適應(yīng)能力和緩解潛力，以應(yīng)對(duì)氣候變化、糧食安全和減貧等全球性挑戰(zhàn)［27］；Whitfield 則發(fā)現(xiàn)人們對(duì)氣候智慧型農(nóng)業(yè)的興趣與日俱增，這體現(xiàn)了為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率，適應(yīng)氣候變化和減少農(nóng)業(yè)碳排放所作出的努力［28］。

3.3 相關(guān)關(guān)鍵詞的知識(shí)圖譜分析

3.3.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析 運(yùn)用CiteSpace 進(jìn)行關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析，得到1992—2020 年智慧農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜（圖4），圖譜共有180個(gè)節(jié)點(diǎn)573 條連線，密度為0.0356。從中心性來(lái)看，節(jié)點(diǎn)中心性≥0.1 的關(guān)鍵詞有“System”“Soil”“Management”“Adaptation”，說(shuō)明其受關(guān)注度較高，中介作用也較強(qiáng)，連接不同聚類。

圖4 1992—2020 年國(guó)際智慧農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜Fig.4 Keywords co-occurrence network map in international intelligent agriculture research field from 1992 to2020

對(duì)國(guó)外智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析，得到各時(shí)間段智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的突現(xiàn)關(guān)鍵詞（圖5）。自1992 年開(kāi)始，按突現(xiàn)值降冪排列后的7個(gè)突現(xiàn)關(guān)鍵詞分別為“System”“Agriculture”“Carbon sequestration”“Emission”“Ecosystem Service”“Artificial Neural Nerwork”“Simulation”。其中，突現(xiàn)強(qiáng)度最高的是“Simulation”，而“Artificial neural nerwork”和“Simulation”是最新出現(xiàn)的兩個(gè)關(guān)鍵詞，與新興技術(shù)有一定相關(guān)性。智慧農(nóng)業(yè)通常涉及將計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)納入傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)概念［29］。有學(xué)者通過(guò)在伊朗的實(shí)驗(yàn)提出并應(yīng)用了一種新穎的模擬優(yōu)化（SO）方法，使用動(dòng)態(tài)耦合的地表水（WEAP）和地下水（MODFLOW）模擬模型，得出為滿足環(huán)境和農(nóng)業(yè)用水需求之間進(jìn)行權(quán)衡的策略［30］。隨著深度學(xué)習(xí)的發(fā)展，它已成功應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，近來(lái)也進(jìn)入了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域［31］。還有學(xué)者通過(guò)探索仿生學(xué)的概念，將智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)概念化為嵌入自然環(huán)境并符合自然環(huán)境的生態(tài)創(chuàng)新，發(fā)現(xiàn)這種智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)的仿生方法既具有緩解氣候變化的潛力，同時(shí)能避免與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化相關(guān)的道德問(wèn)題［32］。

圖5 1992—2020 年國(guó)際智慧農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域突現(xiàn)關(guān)鍵詞Fig.5 Keywords with strong citation burst in international intelligent agriculture research field from 1992 to 2020

3.3.2 關(guān)鍵詞聚類分析 對(duì)智慧農(nóng)業(yè)外文文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類分析，結(jié)果顯示，網(wǎng)絡(luò)模塊化評(píng)價(jià)指標(biāo)Q=0.4922，且網(wǎng)絡(luò)同質(zhì)性平均值S=0.4332，表示聚類合理且有效［33］。根據(jù)各聚類中心性大小排序，識(shí)別出輪廓值在0.8 以上的聚類共5 個(gè)，分別是Internet of things、Ecosystem services、Nitrous oxide、Crowdsourcing、Africa，以上5 類為國(guó)外智慧農(nóng)業(yè)研究的代表性熱點(diǎn)，各聚類所包含的關(guān)鍵詞如表2 所示。

表2 1992—2020 年國(guó)際智慧農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域關(guān)鍵詞聚類Table 2 Cluster of keywords in international intelligent agriculture research field from 1992 to 2020

3.4 國(guó)內(nèi)外熱點(diǎn)研究對(duì)比分析

國(guó)內(nèi)外智慧農(nóng)業(yè)的研究熱點(diǎn)可利用CiteSpace關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析得到，通過(guò)對(duì)比可以使研究更加全面且深入，加速國(guó)內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究進(jìn)展。通過(guò)分析近10 年出現(xiàn)的關(guān)鍵詞（表3），國(guó)內(nèi)和國(guó)外的研究熱點(diǎn)既有同也有異，對(duì)比分析有利于對(duì)研究前沿和熱點(diǎn)的進(jìn)一步把握。

表3 近10 年國(guó)內(nèi)外智慧農(nóng)業(yè)研究對(duì)比分析Table 3 Comparative analysis of intelligent agriculture researches at home and abroad in recent 10 years

相同性：（1）國(guó)內(nèi)外智慧農(nóng)業(yè)的研究均聚焦在物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)的融合，融合的可能性以及融合的方式是學(xué)者研究的重點(diǎn)，“物聯(lián)網(wǎng)”“農(nóng)業(yè)”等是共同的關(guān)鍵詞。（2）國(guó)內(nèi)外對(duì)于智慧農(nóng)業(yè)的研究均是以農(nóng)村發(fā)展為主要目標(biāo)開(kāi)展的，且以技術(shù)的發(fā)展為演進(jìn)基礎(chǔ)，其中相似的關(guān)鍵詞為“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”“大數(shù)據(jù)”“農(nóng)村”等。（3）國(guó)內(nèi)外對(duì)智慧農(nóng)業(yè)體系發(fā)展模式的研究中，各國(guó)的具體戰(zhàn)略存在差異，但都非常重視智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)與集成應(yīng)用，且善于運(yùn)用政府的宏觀調(diào)控和管理服務(wù)。這與蔣璐聞、梅燕的研究結(jié)論一致［34］。

差異性：（1）新穎性在國(guó)際上的智慧農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域更加明顯，其涉及領(lǐng)域多于國(guó)內(nèi)，相比國(guó)內(nèi)，國(guó)際方面對(duì)于智慧農(nóng)業(yè)的研究更加深入和領(lǐng)先。（2）分析共現(xiàn)關(guān)鍵詞可知，農(nóng)業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合、農(nóng)業(yè)信息化等是國(guó)內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)研究的關(guān)注點(diǎn)，是基于當(dāng)下的問(wèn)題出發(fā)；而國(guó)際對(duì)于智慧農(nóng)業(yè)的研究目標(biāo)更遠(yuǎn)大，更具有前瞻性，其關(guān)注智慧農(nóng)業(yè)的體系構(gòu)建以及智慧農(nóng)業(yè)如何解決氣候變化以及保障糧食安全等問(wèn)題，從可持續(xù)性角度思考智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展。國(guó)外有學(xué)者認(rèn)為“氣候智慧農(nóng)業(yè)”和“可持續(xù)集約化”是解決糧食安全和氣候變化相互關(guān)聯(lián)的高潛力解決方案［35］，“可持續(xù)集約化”（SI）方法和“氣候智慧農(nóng)業(yè)”（CSA）高度互補(bǔ)［36］。（3）國(guó)內(nèi)與農(nóng)業(yè)相關(guān)的各種政策對(duì)于學(xué)者們有較大吸引力，政府所提的政策是其智慧農(nóng)業(yè)研究的出發(fā)點(diǎn)；發(fā)散性則是國(guó)際方面智慧農(nóng)業(yè)的研究特點(diǎn)，生態(tài)環(huán)境學(xué)、食品安全學(xué)、氣候?qū)W等多個(gè)學(xué)科都占據(jù)一定的研究地位，如何應(yīng)對(duì)氣候變化、保障糧食安全是國(guó)際學(xué)者主要的研究目的，其認(rèn)為智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展本身就是一種應(yīng)對(duì)氣候變化，保障糧食安全的一個(gè)有效措施，氣候智慧農(nóng)業(yè)是聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織最初提出的一個(gè)概念，已被提出作為解決糧食安全和氣候變化相互聯(lián)系的挑戰(zhàn)的解決方案［37］。

4 討論

4.1 定量研究以及交叉學(xué)科研究將成為智慧農(nóng)業(yè)的研究方向

目前關(guān)于智慧農(nóng)業(yè)的定義還不統(tǒng)一，因?yàn)橹腔坜r(nóng)業(yè)的定義會(huì)隨著時(shí)代的發(fā)展、科技的進(jìn)步，而不斷豐富，所以在未來(lái)的研究中應(yīng)該加強(qiáng)國(guó)家之間以及學(xué)者之間的合作交流，通過(guò)交叉學(xué)科的優(yōu)勢(shì)，使得智慧農(nóng)業(yè)能夠得到更加權(quán)威且具有時(shí)代特征的定義。目前，關(guān)于智慧農(nóng)業(yè)的研究大多以定性研究為主，導(dǎo)致智慧農(nóng)業(yè)的相關(guān)量化指標(biāo)和評(píng)價(jià)體系較為粗放，不夠嚴(yán)謹(jǐn)。因此，未來(lái)學(xué)者更加關(guān)注構(gòu)建較為科學(xué)的智慧農(nóng)業(yè)指標(biāo)體系，在建立科學(xué)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上開(kāi)展智慧農(nóng)業(yè)的量化研究，能夠更加準(zhǔn)確地分析智慧農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀、問(wèn)題、趨勢(shì)。此外，在未來(lái)的研究中應(yīng)該通過(guò)大量的測(cè)量與驗(yàn)證，努力構(gòu)建自主可控的第三代農(nóng)機(jī)創(chuàng)新體系，以此促進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展［38］。此外，應(yīng)重視交叉學(xué)科研究，建立重點(diǎn)攻關(guān)領(lǐng)域定期發(fā)布機(jī)制，以及與之相適應(yīng)的人才培養(yǎng)、產(chǎn)學(xué)研轉(zhuǎn)化機(jī)制，形成以知識(shí)和價(jià)值為核心的科研上下游鏈條，以此促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)從機(jī)械化電氣化到數(shù)字化智能化的跨越和智慧農(nóng)業(yè)這一領(lǐng)域中國(guó)學(xué)術(shù)話語(yǔ)體系的構(gòu)建［39］。

4.2 新技術(shù)與智慧農(nóng)業(yè)的深度融合將成為未來(lái)智慧農(nóng)業(yè)的研究熱點(diǎn)

“智慧農(nóng)業(yè)”是一個(gè)是通過(guò)各領(lǐng)域的子系統(tǒng)組成的龐大的系統(tǒng)，如設(shè)施農(nóng)業(yè)、智能設(shè)施農(nóng)業(yè)、大數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)等子系統(tǒng)［40］。智慧農(nóng)業(yè)的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)各領(lǐng)域的深度融合與協(xié)作。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的出現(xiàn)顯示了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新研究的新方向，為此，政府需要建立農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化體系，提高技術(shù)的普及率，促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化［41-42］。在今后的智慧農(nóng)業(yè)的研究領(lǐng)域中，像5G 這類新技術(shù)與智慧農(nóng)業(yè)的聯(lián)系將更加密切。根據(jù)上文關(guān)于智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析可知，關(guān)于智慧農(nóng)業(yè)的研究熱點(diǎn)是隨著技術(shù)的更新?lián)Q代而變化的。近年來(lái)，隨著5G 技術(shù)的推廣與應(yīng)用，“5G+農(nóng)業(yè)”是智慧農(nóng)業(yè)的一種新形勢(shì)，現(xiàn)在許多學(xué)者開(kāi)始開(kāi)展5G與智慧農(nóng)業(yè)相結(jié)合的研究，認(rèn)為5G 通信高帶寬的特點(diǎn)，能帶來(lái)低能耗、快速傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)［43］。5G 的推廣和應(yīng)用，為智慧農(nóng)業(yè)模式的創(chuàng)新提供了新的選擇，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了新的方案。綜上所述，以5G 為代表的新技術(shù)與農(nóng)業(yè)的結(jié)合將成為未來(lái)智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

4.3 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究更廣泛的合作是智慧農(nóng)業(yè)研究的大勢(shì)所趨

中國(guó)的智慧農(nóng)業(yè)研究將更注重可持續(xù)發(fā)展。國(guó)外學(xué)者對(duì)智慧農(nóng)業(yè)的研究眼光更加長(zhǎng)遠(yuǎn)，對(duì)比而言，中國(guó)學(xué)者對(duì)智慧農(nóng)業(yè)的研究更立足于當(dāng)下。中國(guó)學(xué)者關(guān)注智慧農(nóng)業(yè)“何以可能”的問(wèn)題，關(guān)注技術(shù)的迭代所賦予農(nóng)業(yè)的新模式、新方法，而外國(guó)學(xué)者更注重智慧農(nóng)業(yè)“何以可為”的問(wèn)題，關(guān)注智慧農(nóng)業(yè)的體系構(gòu)建，以及智慧農(nóng)業(yè)如何抵御自然災(zāi)害方面。在未來(lái)，中國(guó)對(duì)于智慧農(nóng)業(yè)的研究應(yīng)該更加注重智慧農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性，其中包括如何構(gòu)建智慧農(nóng)業(yè)體系，打造“數(shù)字鄉(xiāng)村”，進(jìn)而如何利用“數(shù)字鄉(xiāng)村”戰(zhàn)略挖掘農(nóng)業(yè)發(fā)展?jié)撃?，?qiáng)化農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新，賦能農(nóng)業(yè)要素市場(chǎng)，優(yōu)化政策評(píng)估機(jī)制［44］。以及建立一種多元主體共同參與的網(wǎng)絡(luò)機(jī)制，資源共享，利益分享，共同推動(dòng)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展［45］。

5 結(jié)論

本研究基于CiteSpace 分析軟件，對(duì)CNKI 和Web of Science 數(shù)據(jù)庫(kù)中與智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)的有影響力的期刊文獻(xiàn)進(jìn)行計(jì)量分析和可視化分析。主要以研究現(xiàn)狀、熱點(diǎn)、趨勢(shì)等方面作為研究視角，對(duì)智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域里有代表性的文獻(xiàn)進(jìn)行計(jì)量分析，得出以下結(jié)論：（1）從時(shí)間序列來(lái)看近年來(lái)國(guó)內(nèi)有關(guān)智慧農(nóng)業(yè)研究的發(fā)文量呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于智慧農(nóng)業(yè)的研究均處于持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，但國(guó)內(nèi)外智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究學(xué)者彼此之間的合作較少，國(guó)內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)科研水平較高的機(jī)構(gòu)間合作較少，且學(xué)術(shù)界對(duì)于智慧農(nóng)業(yè)的定義缺乏統(tǒng)一性。（2）國(guó)內(nèi)外對(duì)智慧農(nóng)業(yè)的研究存在一定程度的主次差異，國(guó)外更注重各學(xué)科融合，更關(guān)注智慧農(nóng)業(yè)在應(yīng)對(duì)氣候變化的作用以及智慧農(nóng)業(yè)體系構(gòu)建；而國(guó)內(nèi)研究多從政策的視角出發(fā)，關(guān)注智慧農(nóng)業(yè)的應(yīng)用與普及，且?guī)в幸欢ǖ恼邇A向。（3）定量研究以及交叉學(xué)科研究將成為智慧農(nóng)業(yè)未來(lái)的研究方向，國(guó)內(nèi)外學(xué)者及機(jī)構(gòu)在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域更廣泛合作是智慧農(nóng)業(yè)研究的大勢(shì)所趨，以5G 為代表的新技術(shù)與智慧農(nóng)業(yè)的深度融合將成為未來(lái)智慧農(nóng)業(yè)研究的熱點(diǎn)。