数字技术赋能乡村振兴的创新路径研究|中药材|乡村振兴|云平台|光伏|数字技术|智能机器人

天津大学：孙若曦、梁多多、刘宇、杨博涵、池佳泽、李紫东、傅凯、袁一鸣、王佳丽、张智峰、陈俊其、何唐月、冯俊淇、廖国乐、袁麒茗、陈炀

一、调研背景与意义

(一) 调研背景

1. 政策导向：数字乡村成为乡村振兴核心抓手

当前我国正处于乡村振兴战略深化推进的关键阶段，数字技术作为“新型生产要素”，已成为破解乡村产业升级、治理优化、服务提升难题的核心支撑。《数字乡村发展行动计划(2022-2025年)》明确提出“以数字技术赋能乡村产业、人才、文化、生态、组织振兴”，要求推动农业农村数字化转型；《国家乡村振兴战略规划(2018-2022年)》进一步强调“发展智慧农业、农村电商、数字普惠金融，构建乡村数字经济体系”。在此背景下，西部欠发达地区如何依托特色产业，通过数字技术突破资源约束、实现“弯道超车”，成为亟待探索的现实课题。

2. 区域实践：宕昌“光药产业”的数字化需求

甘肃宕昌县作为西部典型的山区农业县，拥有“千年药乡”的中药材产业(拉路梁万亩标准化基地，2024年一产产值近50亿元)与新兴的光伏新能源产业(哈达铺400MW农光互补项目、校园分布式光伏)，两大产业构成当地乡村振兴的核心支柱。但调研发现，其产业发展面临显著的“数字化鸿沟”：

· 中药材产业：虽建成“产地市场+集散中心+电商平台”三级流通体系，但80%药材仍以初级加工为主，数字追溯覆盖率不足30%，电商渗透率仅5%(2024年前三季度线上销售额1.93亿元，占比不足40%)，药农因缺乏数字化工具难以应对市场价格波动；

· 光伏产业：校园光伏依赖“小固云窗APP”实现远程监控，但年均故障8次，本地运维人员数字操作能力不足，且光伏与药材的“光药共生”缺乏数字化协同调度(如板下药材种植的光照、灌溉数字管控)；

· 科普教育：新能源与中药材知识传播仍以传统讲座为主，数字化教具(如AR种植模拟、光伏数字模型)普及率低，青少年数字素养培育与产业需求脱节。

3. 实践契机：天津大学定点帮扶的数字技术下沉

天津大学作为宕昌县定点帮扶高校，已在当地开展多项数字技术赋能实践：联合中央财经大学开发中药材质量追溯系统，实现“一码溯源”；为校园光伏项目搭建“小固云窗”数据监控平台；开发3D打印创客教室与数字化研学课程。这些实践为调研数字技术与乡村产业的融合路径提供了典型样本，也为提炼可复制的“欠发达地区数字振兴模式”奠定基础。

(二) 调研意义

1. 理论意义：丰富数字乡村“在地化”研究

现有数字乡村研究多聚焦东部平原地区，对西部山区“特色产业+数字技术”的融合机制探讨不足。本调研以宕昌“光药产业”为样本，分析数字技术在产业链整合、资源协同、素养培育中的应用逻辑，可为“数字技术适配山区农业”提供理论补充，完善乡村振兴的数字赋能理论体系。

2. 实践意义：探索可复制的数字振兴路径

通过调研宕昌数字技术应用的痛点与经验，提炼“数字赋能中药材产业升级”“数字优化光伏运维”“数字驱动文旅融合”三大路径，可直接为宕昌制定数字乡村发展规划提供参考，同时为西部同类地区(如岷县、陇西等中药材产区)提供“特色产业数字化”的实践范本。

3. 教育意义：构建乡村数字素养培育体系

调研同步关注青少年与农户的数字素养现状，通过设计数字化科普课程、电商培训方案，推动“数字技术认知-应用能力-产业参与”的闭环，为乡村培育“懂技术、善经营”的本土数字人才提供支撑。

二、调研对象与方法

(一) 调研对象

本次调研聚焦宕昌县与数字技术应用密切相关的“光药产业”核心载体，具体包括：

1. 中药材产业相关主体：拉路梁万亩中药材标准化基地(数字追溯系统应用)、哈达铺中药材贸易市场(电商渠道拓展)、琦昆农业等加工企业(数字化加工设备)、2户不同规模药农(数字工具使用)。

实践队在拉路梁万亩药材基地的合照

调研组成员跟随商户前往批发市场的加工处

2. 光伏新能源相关主：宕昌二中校园光伏基地(“小固云窗”APP运维)、大寨九年制学校光伏项目(数字科普教育)、国家电投哈达铺农光互补项目(数字化协同调度)；

宕昌二中屋顶光伏鸟瞰图

3. 数字服务支撑主体：宕昌县农业农村局(数字政策落实)、天津大学帮扶团队(数字技术研发)、宕昌二中师生(数字素养培育)。

(一) 调研方法与过程

1. 实地考察法

采用“点-线-面”结合的方式，对核心调研对象进行沉浸式观察：

· 点：重点考察拉路梁基地的数字追溯系统操作流程(扫码查询药材种植、加工、流通数据)、宕昌二中光伏“小固云窗”APP的实时监控功能(发电量、故障预警)；

· 线：跟踪中药材“种植-加工-销售”全链条的数字技术应用断点(如哈达铺市场商户线上订单处理能力)；

· 面：梳理宕昌县数字基础设施现状(农村网络覆盖率、数字服务站分布)。

2. 深度访谈法

开展半结构化访谈，覆盖产业链关键主体，共访谈161人：

· 药农2户：聚焦数字追溯系统使用难度、电商参与意愿、数字培训需求；

· 药材收购商2家：了解线上销售渠道开拓瓶颈、数字化加工设备投入成本；

· 光伏项目负责人1人(大寨九年制学校校长)：探讨“小固云窗”APP运维痛点、数字科普课程实施效果；

· 政府与高校人员5人：访谈宕昌县农业农村局数字政策执行情况、天津大学数字技术研发与下沉机制；

· 学生151人(宕昌二中)：了解数字科普课程参与体验、对“光药数字应用”的认知。

访谈记录见附录1、附录2、附录3。

3. 创新性科普讲座

为宕昌县第二中学的同学们开展以光伏发电为主题的科普讲座，目的旨在丰富学校同学的光伏发电知识，帮助他们了解光伏发电的原理，应用，以及宕昌当地各个光伏发电项目的具体情况，兼顾知识传递和需求收集。

(1)第一部分：“一度电的旅程”

为同学们讲解电能的生产、输送、分配、使用几部分的具体流程。涵盖从基础物理现象、现代发电厂类型到我国电力网络分配特点、技术与设备，再到电能分配过程的专业性科普，同时介绍了电能在交通运输、工业生产等领域的多维应用，帮助同学们拓宽知识面的同时培养联想思考能力。

(2)第二部分：“光电创新，天大勇担当”

介绍天津大学在光电领域的创新实践，如在宕昌当地的水 - 光 - 储综合能源电网项目、宕昌县大寨九年制学校屋顶光伏项目等，结合天津大学在宕昌的帮扶工作，援建的各项光伏发电项目，展现学校在光电创新与推广的担当，重点突出光伏项目的技术支持和教育意义，增强地方认同感和项目自豪感。

讲座合照

4. 问卷调查法

设计两类问卷，量化数字技术应用现状与需求：

· 《中药材产业数字应用问卷》：面向药农与市场商户，共发放50份，回收有效问卷47份，重点调查数字追溯、电商操作、价格信息获取的数字化程度；

· 《光伏与数字科普问卷》：面向宕昌二中学生，共发放156份，回收有效问卷151份，考察数字教具使用体验、新能源数字知识掌握程度、参与数字科普活动的意愿。

问卷内容见附录4、附录5。

5. 文献分析法

梳理三类资料：

· 政策文件：国家《数字乡村发展行动计划》、甘肃省《“十四五”数字农业农村发展规划》、宕昌县《中药材产业数字化发展方案》；

· 运营数据：2023-2024年宕昌县中药材电商销售额、光伏项目“小固云窗”APP故障记录、数字追溯系统覆盖药材面积；

· 学术文献：数字技术赋能农业产业升级、乡村数字素养培育相关研究，为调研结论提供理论支撑。

三、宕昌“光药产业”数字技术应用现状

(一) 中药材产业：数字技术初步渗透，但深度不足

1. 数字追溯系统：覆盖有限，应用浅层

天津大学联合中央财经大学为拉路梁基地开发的中药材质量追溯系统，已覆盖核心示范区2.38万亩，实现“种植档案(施肥、病虫害防治)-加工记录(切片、烘干)-流通信息(物流节点)”的扫码查询。但调研发现，系统应用存在两大问题：

· 覆盖范围窄：仅60%的规模化合作社使用，小农户因“操作复杂、无额外收益”参与度低(访谈中2户小药农均未使用)；

· 功能单一：仅支持“信息查询”，未关联市场价格预警、订单对接功能，药农仍需通过线下渠道获取交易信息。

2. 电商渠道：基础搭建，但运营薄弱

宕昌县已建成553家网店构成的线上矩阵，2024年前三季度电商销售额5.06亿元(线上1.93亿+线下引流3.13亿)，但存在“三低”问题：

· 渗透率低：仅5%的药材通过电商直接销售，70%商户依赖线下熟客(哈达铺市场访谈数据)；

· 运营水平低：多数网店仅展示产品图片，无数字化营销(如直播带货、短视频推广)，网红主播单场最高成交6.2万元，但此类案例不足10%；

· 配套不足：农村物流时效低(偏远村药材寄递需3-5天)、数字支付覆盖率仅80%(部分老年药农仍偏好现金交易)。

3. 加工环节：数字设备缺乏，效率低下

全县中药材精深加工率不足15%，仅琦昆农业等3家企业引入数字化切片设备(效率较人工提升3倍)，多数加工点仍采用传统方式。调研发现，数字加工设备推广受阻的核心原因是“成本高、适配性差”：一套黄芪浓缩液生产线需投入500万元，远超中小加工企业承受能力；且设备多针对平原地区设计，未适配山区小批量加工需求。

(二) 光伏产业：数字监控初步实现，协同调度缺失

1. 数字运维：依赖外部技术，本地能力不足

校园光伏项目(宕昌二中、大寨九年制学校)均采用“小固云窗”APP实现远程监控，可实时查看发电量、故障预警，但存在两大痛点：

· 运维依赖高校：APP年均故障8次，本地无专业维修人员，需天津大学远程指导(大寨校长访谈)；

· 数据利用率低：仅记录“发电量、电费节省”基础数据，未关联光伏板清洁度、板下药材生长环境(光照、湿度)数据，无法为“农光互补”提供决策支持。

2. 农光互补：缺乏数字协同，效益受限

哈达铺400MW农光互补项目虽实现“板上发电、板下种药”，但未建立数字化协同调度系统：

· 照调控粗放：光伏板角度固定(60°)，夏季遮挡导致板下当归减产11%(年损失230吨)；

· 资源未联动：光伏发电量数据未与药材加工企业的用电需求对接，无法实现“绿电直供”的精准调度，错失电价优惠(重庆垫江“农光互补”项目通过数字调度实现绿电直供，加工企业电费降低15%)。

(三) 数字科普教育：形式单一，与产业脱节

1. 数字教具不足，参与感弱

宕昌二中虽开设光伏科普课程，但数字化教具仅“小固云窗”APP与简单光伏模型，缺乏AR/VR等沉浸式工具。问卷显示，仅23%的学生能理解“农光互补”原理，82%仅记忆“光伏=清洁能源”，数字技术与产业的关联认知薄弱。

2. 课程内容脱节，实用性低

现有数字科普课程以“理论讲解”为主，未结合本地产业需求(如药材电商运营、光伏运维实操)。问卷中87%的学生希望增加“直播带货模拟”“光伏APP操作”等实践内容，反映出课程与产业数字需求的脱节。

(四) 数字基础设施：硬件滞后，支撑不足

1. 网络覆盖不均

县城及主要乡镇4G覆盖率达100%，但偏远村(如拉路梁基地周边)4G信号不稳定，5G覆盖率不足30%，导致药农线上上传种植数据、查看市场信息时常中断。

2. 数字服务站缺位

全县仅11个乡镇设有数字服务站，平均服务半径超20公里，小药农需往返40公里才能获取电商培训、设备维修服务，增加数字技术应用成本。

四、数字技术赋能乡村振兴的创新路径

基于宕昌实践，结合数字技术与“光药产业”的融合痛点，提炼三大创新路径：

(一) 路径一：数字技术赋能中药材产业升级，构建“全链条数字化体系”

1. 种植环节：推广“数字农作”模式

· 开发轻量化追溯工具：针对小农户，简化现有追溯系统操作，推出“微信小程序版”，通过“拍照记录种植过程+自动生成追溯码”，降低使用门槛；

· 部署物联网监测设备：在拉路梁基地试点安装土壤湿度、光照传感器(每50亩1套，成本约2000元)，数据实时同步至“宕昌药材云平台”，为药农提供精准种植建议(如自动预警干旱、病虫害)。

2. 加工环节：推动“数字设备普惠化”

· 引入小型数字化加工设备：联合兰州理工大学研发适配山区的“小型黄芪切片机”(成本降至5万元/台，较现有设备低90%)，政府给予50%补贴，覆盖中小加工点；

· 搭建加工数字中台：整合全县加工企业产能数据，通过“宕昌药材云平台”实现“订单匹配-产能调度”，避免加工资源浪费(如某企业订单过剩时，可分流至闲置企业)。

3. 销售环节：打造“数字营销矩阵”

· 开展“银发主播”培训：由天津大学帮扶团队培训100名农村留守妇女、老人，教授短视频拍摄(药材种植场景)、直播带货技巧，配套提供“手机支架+流量补贴”(每人每月10G)；

· 对接电商平台资源：与拼多多、抖音电商合作，开设“宕昌中药材专区”，提供数字化运营支持(如平台流量倾斜、店铺装修模板)，目标将电商渗透率提升至20%。

(二) 路径二：数字技术优化光伏产业运维，实现“光药协同数字化”

1. 运维环节：构建“本地数字运维体系”

· 开发“光伏运维数字培训平台”：天津大学录制《小固云窗APP操作》《常见故障排查》等短视频课程，上传至“宕昌教育云平台”，培训50名本地运维人员(覆盖所有光伏项目)，实现“故障1小时响应”；

· 升级“小固云窗”APP功能：新增“设备健康度评分”(基于发电量、清洁度数据)、“维修工单派发”功能，运维人员接单后可导航至故障点，提升维修效率。

2. 农光互补环节：建立“数字协同调度系统”

· 部署智能光伏支架：在拉路梁西坡试点100亩智能光伏大棚，支架角度可通过APP远程调控(晴天60°发电，阴天30°透光)，配套安装板下药材生长监测传感器，实现“光照-种植”精准匹配；

· 搭建“绿电直供数字平台”：整合光伏项目发电量、药材加工企业用电需求数据，通过平台实现“绿电交易-电费结算”，加工企业使用绿电可享受0.05元/度补贴，预计降低企业用电成本15%。

(三) 路径三：数字技术赋能科普教育与利益联结，培育“乡村数字生态”

1. 数字科普：开发“产业联动课程”

· 编写《光药数字科普校本教材》：结合宕昌实践，设计“药材追溯码制作”“光伏APP数据解读”等实践课程，配套AR教具(扫描教材图片可查看3D药材种植、光伏发电原理)；

· 搭建“线上科普平台”：在“宕昌教育云平台”开设“光药数字课堂”，上传天津大学专家录制的直播课程(每月1次)，覆盖全县中小学，目标使80%学生理解“数字技术如何赋能光药产业”。

2. 利益联结：建立“数字收益分配机制”

· 搭建“光药数字收益平台”：将光伏项目20%的余电收益纳入平台，药农通过“使用数字追溯系统、参与电商销售”获取积分，积分可兑换收益补贴(如100积分兑换50元农机租赁券)；

· 开发“数字碳汇核算工具”：联合中央财经大学研发“光药碳汇模型”，通过数字化工具核算光伏减排、药材种植固碳量，对接碳交易市场，收益按“光伏企业30%+药农60%+村集体10%”分配，增加药农数字参与动力。

五、问题与挑战

(一) 数字基础设施薄弱，支撑能力不足

偏远村网络信号不稳定、数字服务站缺位，导致数字技术“用不了、用不好”。如拉路梁基地药农上传追溯数据时，因网络中断需重复操作，降低参与意愿；且数字服务站覆盖不足，小农户设备故障后无法及时维修。

(二) 数字素养偏低，参与动力不足

· 药农：45岁以上药农中，60%不会使用智能手机进行线上交易(问卷数据)，对数字技术存在“怕麻烦、怕被骗”心理；

· 运维人员：本地光伏运维人员仅掌握基础APP操作，无法处理复杂故障(如系统崩溃)，仍依赖高校技术支持。

(三) 数字技术与产业融合不深，应用场景单一

现有数字技术多停留在“信息记录、监控”层面，未深入产业核心环节。如中药材追溯系统未关联市场交易，光伏APP未联动药材种植，无法为产业决策提供深度支撑，导致数字技术“赋能效果不显著”。

六、结论与建议

(一) 调研结论

本次调研基于甘肃宕昌“光药产业”实践，发现数字技术在乡村振兴中已初步发挥作用(如数字追溯提升药材品质、光伏APP降低运维成本)，但仍面临“基础设施薄弱、素养不足、融合不深”三大瓶颈。通过构建“全链条数字化体系”“光药协同数字化”“乡村数字生态”三大创新路径，可有效破解这些瓶颈，为西部欠发达地区数字赋能乡村振兴提供可行方案。

(二) 对策建议

1. 加强数字基础设施建设，筑牢赋能基础

· 推动网络覆盖升级：协调运营商在偏远村(如拉路梁、兴化乡)新建4G基站10个、5G基站5个，实现“产业核心区网络无死角”；

· 增设数字服务站：在每个乡镇新增2-3个数字服务站，配备“1名技术员+1套维修工具”，提供“电商培训、设备维修、信息查询”一站式服务，服务半径缩小至10公里以内。

2. 开展分层数字素养培训，提升参与能力

· 针对药农：开设“数字夜校”(每月2次，利用农闲时间)，培训内容聚焦“微信支付、电商下单、追溯系统操作”，配套发放“操作手册+视频教程”；

· 针对运维人员：与兰州理工大学合作开设“光伏运维数字培训班”，培训周期15天，考核合格者颁发证书，纳入县运维人才库，给予每月200元补贴。

3. 深化校地协同，强化技术支撑

· 建立“天大-宕昌数字技术联合实验室”：天津大学派驻2名技术人员长期驻县，负责数字系统迭代(如追溯系统功能优化、光伏APP升级)、本地人才培养；

· 设立“数字振兴专项基金”：天津大学联合地方政府投入1000万元，用于数字设备补贴(如小型加工设备、传感器)、数字课程开发，降低产业数字化成本。

4. 完善政策保障，优化制度环境

· 出台《宕昌县数字乡村发展三年行动计划》：明确数字基础设施、数字产业、数字素养的发展目标(如2026年电商渗透率达30%、数字运维人员覆盖100%光伏项目)；

· 建立“数字技术应用考核机制”：将乡镇“数字追溯覆盖面积、电商销售额”纳入乡村振兴考核，对表现突出的乡镇给予50万元奖励，激发基层推广动力。

七、调研总结

本次调研以甘肃宕昌“光药产业”为样本，探索数字技术赋能乡村振兴的创新路径。研究发现，西部欠发达地区的数字振兴需立足“特色产业禀赋”，避免“盲目照搬东部模式”，重点解决“基础设施适配、技术应用轻量化、素养培育实用化”三大问题。通过构建“全链条数字化体系”“光药协同数字化”“乡村数字生态”，可实现数字技术与乡村产业的深度融合，为乡村振兴注入“数字动能”。

未来，宕昌需进一步强化校地协同、完善政策保障，推动数字技术从“初步应用”向“深度赋能”跨越，同时为西部同类地区提供可复制、可推广的“数字振兴范式”，助力全国乡村振兴战略的数字化落地。