引 言
工程科技是与经济社会联系最紧密、作用最直接、效果最明显的科学技术，是形成现实生产力的关键[1],***同志在2014 年国际工程科技大会上强调“一项工程科技创新，可以催生一个产业，可以影响乃至改变世界”[2].农业工程是工程科技在农业领域内的应用，1978 年全国第一次科学技术大会以后，它作为一个丰富而较为完整的学科在中国诞生[3],随着中国农业的改革开放和现代化发展而成长，通过对农业生产条件的直接改善，促进了农业生产力的发展和生产关系的调整，与农业现代化进程形成了紧密的良性互动，农业工程的发展已经将农业工程的范围逐步由狭义向广义、由局部向系统扩展，涵盖了从技术、产品到组织、制度，从规划、设计到建设、运行等各个方面。当前国家发展改革进入攻坚期和深水区[4],特别是十八大党中央提出了“四化同步”（工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展）和“五位一体”（经济建设、政治建设、文化建设、社会建设、生态文明建设）的新要求后，中国农业现代化面临着前所未有的压力和机遇，面对的问题也不再仅限于农业、农民、农村，而是涉及国家政治、经济、社会、生态各个方面，农业现代化发展的系统性、整体性、协同性要求越来越高，其本身也呈现出开放复杂巨系统的动态演化性、共生性、开放性、人的参与性和空间层次性等特征[5],人们越来越认识到农业工程对农业现代化的巨大推动作用，没有现代农业工程的支撑，农业现代化只是空中楼阁[6].因此有必要在农业现代化这个大系统下，将农业工程与现代农业建设作为农业现代化的 2 个子系统，研究其相互作用关系，使二者尽量接近一个有组织整体（即某个子系统的输入正好是其他子系统或子系统自己的输出[7]），同时使农业工程更好地调整自身发展结构以契合现代农业发展要求，提高现代农业建设的科学性，并在此过程中获得新的动力和机遇。
1 农业现代化建设的路径
中国整体上已进入加快改造传统农业、建设现代农业的关键时期，基于中国农业基础长期相对薄弱的现实，亟需从生产力和生产关系 2 个层面上研究现代农业建设的路径，特别是从工程的角度强化现代农业基础，适应并推动生产关系的调整。
1.1 农业现代化的新形势
2003 年以来中国农业农村发展进入又一个“黄金期”[8]和战略机遇期，持续至今。十八大提出要确保 7 a内，即到 2020 年实现全面建成小康社会的宏伟目标[9],客观上要求中国尽快弥补农业短板，加快实现农业现代化。然而，中国农业生产依然存在着生产资源与需求、产品总量与结构、经营成本与效益、农业人口与劳力[10]、基础设施与自然灾害[11]等越来越突出的矛盾和挑战，迫使中国必须在强化农业基础的同时，转变发展方式，走内涵式农业现代化发展道路，尤其要强化基础建设和科技应用 2 项工作。农业工程涵盖建设和技术等各领域，承担的使命比以往任何时候都重大。
1.2 农业现代化的新要求
在中国经济发展进入新常态，农业农村发展进入新阶段的背景下，农业现代化也面临着新的要求。宏观层面上，农业现代化是国家现代化的基础，与快速发展的城镇化、工业化和信息化相比，中国农业现代化水平相对滞后，严重影响“四化”的同步发展，因此，加快推进农业现代化、实现“四化”在相互耦合的作用中同步发展的需求，比任何时期更为迫切。微观层面上，农业现代化是中国“四化”建设中的“关键变量”,工业化、城镇化、信息化在对农业现代化提供支撑、优化的同时，也受制于农业现代化的发展。工业化需要农业现代化供给优质的农产品原料、充足的劳动力资源；城镇化需要农业现代化解决土地拓展问题和优美农村环境需求；信息化需要农业现代化提供规范化生产管理流程和标准化基础设施作为实施载体，因此，农业现代化的发展直接关系到工业化、城镇化、信息化的顺利推进。农业工程作为加快中国现代农业建设的直接抓手，对解决新常态下的农业现代化新要求，将发挥重要作用。
1.3 农业现代化的建设路径
中国农业现代化经历了建国后的起步摸索、十一届三中全会后的改革建设，十六大以来的全面推进 3 个时期。近年来，农业现代化的理论探索和改革实践速度明显加快，显着特征就是对生产关系和农业基础同步调整和建设。陶鼎来先生在《中国农业工程》一书中提出“建设农业”的概念和思路。在宏观技术路线上，中国以自身的国情国力和农业发展现实为基础，充分借鉴了以美加澳为代表的机械技术型、以法英德为代表的机械-生物技术交错型、日韩台为代表的生物技术型现代化发展中的经验[12-14],积极探索中国农业现代化发展路径，特别是以农业工程为主推进农业现代化的建设路径和优化方案，科学、系统、创新地提出了“生产规模化、经营组织化、产品标准化、经管信息化、科技集成化、作业机械化、设施工程化、环境生态化、农民职业化、政策系统化”的中国特色现代农业建设“十化”路径[15],为中国特色新型农业现代化发展提供了重要的思路和决策支撑，也为研究农业工程在中国现代化中的作用提供了一个较为系统、完整的基础模型。
1.4 建设路径的逻辑关系
农业现代化建设路径的设计过程就是一个广义现代农业巨系统的构建过程，要素复杂性高（要素本身就是复杂的下级系统）、结构动态性强、环境开放性显着，目标是使农业现代化建设的全过程尽量形成一个有组织整体[7],并使该过程能充分体现出与当前中国经济社会发展相适应的先进生产力特征。以现代农业建设“十化”路径为对象，按照“逻辑起点、逻辑内涵和推进结果”的顺序，通过有组织系统构建的分析和先进生产力实现 2个层面分析，可以获得如图 1 所示的“十化”路径科学性分析图，从几个方面证明了该路径的科学性与完整性。
由图 1 可以看出，农业工程可以直接推动人才、科技、土地、信息、基础设施和生产工具等核心要素的数量、质量、运动量变化，并对现代农业巨系统的结构和环境产生影响。
2 农业工程的内涵、领域和作用
中国农业工程以较为完整的学科服务于现代农业始于 20 世纪 80 年代中后期[16],随着中国农业现代化的不断进步获得了自身的大发展。中国许多学者从不同方面就农业工程与农业现代化的关系进行了理论分析和实践总结[17-22],但这些总结和分析，大都以技术为重点。而现代农业的发展，需要以系统化的视角重新审视农业工程的作用及其与现代农业发展的关系。因此，有必要更加科学、系统地明确现代农业工程的一些概念和理念，进一步揭示现代农业工程的内涵、领域和作用。
2.1 农业工程新内涵
工程是人们综合应用科学的理论和技术的手段去改造客观世界的具体实践活动以及由此取得的实际成果[23],农业工程是伴随着农耕文明而出现的，具有与人类历史同样久远的历史[3],其内涵伴随着科技进步和社会的进步不断变化和丰富，因此，陶鼎来先生将农业工程定义为“建设农业和维持农业生产高效运转所需要的一切工程[24]”,这真实反映了农业工程的发展历程和应用特点，也揭示出农业工程内涵“质”的变化。传统农业创造了诸如都江堰水利工程等浩大的农业工程遗产（非科学技术遗产），并在农业社会和工业社会更替中孕育了现代农业工程，但现代农业工程在内涵上已经发生了根本改变，并突出表现在其科学性、系统性等方面。简而言之，现代农业工程是在工程科学理论的基础上，采用先进技术、装备手段，由现代组织管理系统实施，在科学运行机制下推进农业现代化活动及其成果。农业工程技术是农业工程的重要组成部分，连接科学知识与人类实践，其与农业工程是局部和整体的关系。
2.2 农业工程领域
从“现代农业工程”内涵看，它是由科学知识、技术装备、工程设施 3 个要素构成，而决定农业工程发展水平的，是三个要素的结构，特别是农业工程的技术结构，因为科学技术是先进生产力的关键要素和主要指标[25],农业现代化的关键是促进产业结构向高层次发展，技术结构是导致产业结构向高度化演进的重要因素[26],直接影响和决定农业产业结构以至经济结构发展的基本方向和水平[27].同样，农业工程的技术结构决定了其对农业现代化作用的水平，现代农业工程都是在特定的技术支撑下兴起和发展的，因此以技术装备所涉及的领域为主，分析获得农业工程所涉及的领域，具有较高的合理性。通过对中国学科分类农业工程部分[28]、CIGR 技术部门设置[29]、CSAE 专业委员会设置[30]、权威专家的总结[31]以及农业工程发展的现实等综合分析，农业工程技术所涉及的领域以生产力所包含的劳动对象（土地）、劳动工具（工具）、劳动条件、资源和工程管理为基础，主要包括 14 个方面，如图 2.农业工程技术各领域同样包含众多的技术内容，如设施农业就包含 4 大类、18 中类和众多子类、小类具体技术[32],农产品产地加工与储藏[33]等技术亦同，涉及现代农业的方方面面。这些技术中存在交叉重叠，但在技术目的和功能上有显着的个性，显示出农业工程作为交叉学科的特点。随着现代工程技术的发展，系统论、信息论、控制论、逻辑学、辩证唯物论等学科对工程知识积累、技术创新和工程实施[34]的指导作用也越来越大，促进了农业工程技术与农业现代化发展能够在越来越复杂的动态过程中保持匹配与协同。
2.3 农业工程对农业现代化的贡献
中国的农业工程包含农业历史中留存并依然发挥作用的农业工程遗产、近现代农业工程各学科研究获得的科学技术成果、以农业工程科技为基础所研发并应用的各类设施设备、与农业工程发展相伴而生的新型组织、制度和文化，体现了现代社会生产力和生产关系越来越复杂的作用过程和在广义上的系统特征[35],改革开放之初人们就认识到没有农业工程技术的发展就谈不上农业现代化[20],中国农业30多年的发展充分印证了这一判断。从大规模节水灌溉、高标准农田建设[36]到农业机械化[37]、设施农业[38]、农产品加工业[39]的迅猛发展，直到当前农村能源环保、农业物联网[40]的快速推进，这些现代农业新业态的迅猛发展，印证着中国农业工程在保障国家粮食安全、菜篮子产品供应、新农村建设、生态文明建设等重大战略中的突出贡献作用，同时也为新的挑战下顺利调整农业生产关系、推进农村改革创新、转变农业发展方式提供了强有力的技术保障和物质支撑。
3 农业工程与农业现代化发展要素的关系
3.1 农业工程需要现代农业生产要素的支撑
传统意义上的农业生产要素主要是由以土地和水为代表的自然资源、从事生产的劳动力资源、物质和货币资本以及科学技术[41]四大类组成。现代农业依靠先进技术装备体系和现代管理方法，可以通过诸如工厂化农业、立体栽培等工程手段，突破土地、气候等自然资源对生产的桎梏作用，改变传统农业靠天吃饭的特征。因此，现代农业生产要素中，自然资源的重要性逐渐减弱，但以农业设施、机械装备、经营管理等为代表的现代生产要素的重要性大幅提升。农业工程是综合运用现代装备设施、集成技术手段和先进管理模式来实现农业生产资料的高效利用和农产品的优质生产，具有典型的技术、知识、资本集成性特性，决定了其对现代农业生产要素的需求较高。如高品质的盆花生产，需要建设标准的连栋温室，配备从育苗到移栽、物流等全系列的园艺机械和环境调控装备，雇用类似产业工人的农业生产者以及运行信息化的经营管理模式，才能够实现产品的标准化生产。因此，现代农业工程依赖职业化的劳动力、工程化的设施、机械化的装备、信息化的管理等现代农业生产要素的组合配置，来充分发挥对农业现代化的促进、保障作用。
3.2 农业工程提升了现代农业发展的要素质量
1）有利于提高劳动力素质。农民是农业生产的主体，农民的技能和知识水平影响了农业生产率的高低。近年来，由于传统农业生产的比较效益较低，农村青壮年劳动力大规模向城镇和非农产业转移，农业劳动力数量不断减少、素质结构性下降的问题日益突出[42-43],这种状况阻碍了新品种、新技术、新装备的推广和使用，制约了现代农业的发展，影响农业生产收入的提高，直接损害了劳动者的积极性，形成一个恶性的循环。而农业工程技术的应用普及在一定程度上可改变这种状态，以设施农业为例，依靠技术、装备和管理的集成应用，生产效益较传统大田农业提高了 5~10 倍，设施农业已经成为吸引农民属地就业、增加生产性收入的重要渠道，在高收益的吸引下，从业者乐意自发地学习、提高技术水平，加之组织化程度的提高和职业的分化，直接促进了职业农民的形成，实现了劳动力质量的提升。
2）有利于加强农业科技集成性。农业科技是加快现1视，农业科研经费的投入量也得到大幅度提升。“十一五”期间，仅科技部管理的科技计划共投入农村农业领域 187 亿元，比“十五”期间 49 亿元增加了近 3 倍，同时农业科技进步贡献率也从“十一五”末的 48%提升到2013 年的 55.2%,但仍低于欧美发达国家 70%~80%的水平。中国每年产生的农业科技成果 6000 多项，但转化率只有 30%~40%,真正形成规模的不到 20%[44-45].造成这种现象的主要原因在于，中国农业科技成果多为单项技术，主要是针对产业链上的某个环节，真正的集成技术较少，农机农艺融合不够，从而制约了科技对生产的核心驱动作用的发挥。农业工程涉及产前、产中、产后全产业链的各环节，集成技术、装备、管理等各个方面，随着农业工程的发展，农业工程项目落地，将对产业形成一种技术需求倒逼机制，推动科技进步，加快农业科技的集成化进程。
3）有利于改善物质装备条件。现代农业需要工程化的基础设施和机械化的作业装备来提供支撑保障。改革开放以来，受农业分散化经营的制约，农业基础设施、机械装备发展缓慢。近年来国家对农业物质装备条件建设进行了大力投入，由于历史欠账较多，总体仍处于一个缓慢提升的阶段。诸如大型机械化耕种、加工设备、温室设施等物质装备的初始投资较高[46],加之政府投入有限，农户自身无法承担，急需外来资本的介入。农业工程项目生产效益相对较高，在政府的引导下，工商业资本愿意进入农业项目的建设和运作，从而解决了物质装备的初始资金投入问题，促进物质装备水平的提升。同时随着农业设施、农机具信贷、抵押等金融模式的出现，也能够给经营者提供充足的现金流用于物质装备的升级、改造，促进设施工程化和作业机械化水平的提升。
4）有利于提升信息化经营管理水平。信息化的经营管理是优化农业资源配置、提高经营管理水平、促进农产品流通的重要途径，中国农业经营管理信息化还处在积累阶段。信息化经营管理的前提是要做到农业生产的规模化及各环节的标准化，即要将农业生产置于可控的环境内进行信息化的经营管理。农业工程可以营造良好的物质、装备环境，使生产过程、产品做到精准、可控，能够为经营管理提供规范的生产载体，从而直接提升其信息化水平。
