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（来源：智慧农业期刊）

引用格式：谢俊华, 王森, 杨其长. 植物工厂经济脆弱性诊断方法与转型路径[J]. 智慧农业(中英文), 2026, 8(3): 99-118.

Citation:XIE Junhua, WANG Sen, YANG Qichang. Economic Vulnerability Assessment Method and Transition Pathways for Plant Factories[J]. Smart Agriculture, 2026, 8(3): 99-118.

DOI： 10.12133/j.smartag.SA202604003

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植物工厂经济脆弱性诊断方法与转型路径

谢俊华， 王森， 杨其长*

（中国农业科学院都市农业研究所，四川成都 610299，中国）

摘要：［目的/意义］植物工厂具有全年连续生产、环境高度可控和产品一致性高等优势，但其经济可行性长期受到高资本投入、高电力依赖，以及市场价值实现不足的共同约束。［方法］针对现有研究中作物生产、自动化控制、能源条件和市场实现分散处理的问题，本研究以公开数据较充分、参数易获取的植物工厂生菜原型为研究对象，构建作物、控制、能源及市场耦合的经济脆弱性诊断框架，并在国内情景下设置3类控制成熟度、3类能源条件和3类市场条件，共形成27个确定性情景。模型通过控制成熟度将商品产量、单位商品电耗和劳动替代系数映射到利润函数，并在此基础上构建由盈利缺口、能源暴露度和碳约束暴露度组成的经济脆弱性指数。［结果和讨论］第一，27个情景中仅有5个情景实现了正利润，占比为18.5%；第二，在常规电网型与高值直供市场的基准比较情景下，控制成熟度由基础控制提升至闭环智能后，利润由-258.36增至518.04元/（m2·年），跨越盈亏平衡点，改善幅度是原亏损额的3倍左右；第三，盈利边界与脆弱性排序并不完全一致，部分情景虽有相近利润表现，但由于能源暴露度和碳约束暴露度差异，经济脆弱性指数出现了显著分化。［结论］植物工厂生菜的可行性本质上是一个窄窗口问题，单一降本措施难以跨越盈亏线，较为稳健的转型路径应建立在控制升级、较优电力条件和价值链升级的协同基础上。

关键词： 植物工厂；生菜；经济脆弱性；转型路径

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注： 表示自动化与数字化带来的劳动替代与运行效率提升系数；经济脆弱性指数（Economic Vulnerability Index， EVI）；运营性支出（Operating Expenditure， OPEX）。

图1　植物工厂经济脆弱性诊断与转型路径的集成框架

Fig. 1 Integrated framework for diagnosing economic vulnerability and identifying transition pathways in PFAL systems

图2　常规电网型+高值直供市场下不同控制情景的单位成本构成
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图2　常规电网型+高值直供市场下不同控制情景的单位成本构成

Fig. 2 Unit cost composition under different control scenarios for conventional grid-connected mode + high-value direct supply market

图3　不同控制成熟度下的盈亏平衡售价及电价边界
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图3　不同控制成熟度下的盈亏平衡售价及电价边界

Fig. 3 Break-even price and electricity price boundary under different control maturity

图4　27个情景组合下的单位面积利润热图
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图4　27个情景组合下的单位面积利润热图

Fig. 4 Unit-area profit heat map for the 27 scenario combinations

图5　控制成熟度、能源条件和市场情景组合下的EVI热图
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图5　控制成熟度、能源条件和市场情景组合下的EVI热图

Fig. 5 Heat map of the EVI across combinations of control maturity， energy conditions， and market scenarios

图6　C2-E2-M3情景下PFAL生菜单位成本的归一化局部弹性
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图6　C2-E2-M3情景下PFAL生菜单位成本的归一化局部弹性

Fig. 6 Normalized local elasticities of unit cost for PFAL lettuce under the C2-E2-M3 scenario

作者简介

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杨其长 研究员

杨其长，研究员，博士生导师。现任中国农业科学院都市农业研究所首席科学家、农业农村部“都市园艺装备重点实验室”主任、科技部“中国-罗马尼亚‘一带一路’农业合作联合实验室”主任。长期致力于设施作物-环境互作机制及其高效生产技术研究，先后主持国家863计划项目“智能植物工厂生产技术研究”、国家十三五重点研发计划“中英智慧农场”等项目20余项，在植物工厂光效能效提升、温室蓄能调温以及都市园艺等方面取得多项原创性成果，以第一完成人获国家科技进步二等奖2项、中国专利金奖1项、省部级科技奖12项，出版著作9部，发表Nature Communications、Molecular Plant等SCI期刊论文106篇，授权发明专利65件。

来源：《智慧农业（中英文）》2026年第3期

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