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2020年2月6日，美国农业部（USDA）发布《USDA科学蓝图：2020—2025年科学路线图》，在过去成功经验的基础上，提出美国农业部未来5年科学发展的愿景与重点。

随着世界人口的不断增长，附带对美国农场和林地提供的商品和服务的需求也在增长，对农业科学的持续投资变得尤为重要。作为世界上最大的食品出口国，美国的农业用地及其管理人员都需要提高生产力以满足需求。同时为了子孙后代美国必须保护和修复自然资源。2018年5月，美国农业部（U.S.Department of Agriculture，USDA）“USDA战略规划（2018—2022年）”，提出了指导USDA工作的七条战略目标，包括促进美国农产品进出口、确保国家森林系统生产和可持续利用以及确保安全、营养的食品供应等，以实现使USDA成为最有效、最高效、最以客户为中心且管理最完善的联邦部门的愿景。

USDA的研究、教育和经济（Research,Education, and Economics，REE）职能范围是指通过研究、推广和教育促进与农业有关的科学知识创造，其任务涵盖了上述七个战略目标，并适用于多样化和广泛的农业领域。USDA在对2014年REE行动计划进行更新，对上述战略规划中的七大目标进行整合的基础上，制定了《USDA科学蓝图：2020—2025年科学路线图”》。这份科学蓝图将以过去的成功经验为基础来指导美国农业部未来5年的科学工作重点，并提出以下愿景：通过创新提供经济机会，帮助美国乡村繁荣发展；促进农业生产，更好地滋养美国民众，同时也帮助养活全球其他地方的民众；通过保护和恢复森林、改善流域水质和改良私人用地土壤，保护国家的自然资源。

为实现上述愿景，科学蓝图提出五大项目主题，包括：①农业可持续发展；②农业气候适应；③食品与营养转化；④增值创新；⑤农业科学政策指导。以下简要介绍各主题的战略要点。

一、农业可持续发展

美国农业的未来，包括动植物农业、林业和水产养殖业，取决于以关注国内经济增长为主的生产能力、技术进步、生产效率和环境管理的持续改善。在未来的30年中，世界人口将有可能增长20%，达到97亿，对农田和林地提供的商品和服务的需求将增长约40%。为了满足这一需求，农业和林地将需要提高生产力。生产、技术和管理方面的进步将使农业能够在增强可持续性的同时重点提高生产力。

（1）植物生产、健康和遗传

•利用遗传多样性和基因组技术来加快育种进程，降低对气候变化、病虫害和杂草的易感性，从而提高产量潜力。

•使用精准农业技术、创新投入技术和林分改良来优化资源利用，并缩小实际产量与产量潜力之间的差距。

•通过研究、教育和推广，改善对跨界、媒介传播、新兴/重新崛起以及造成重大经济损失的地方性作物病虫害和杂草的监测、早期发现、快速响应和恢复。

•提高植物产品中营养、代谢产物和其他成分的效用和价值。

•改进减少植物源性病原体和毒素的方法和识别策略。

•确定生产者行为变化和强调关键决策和阈值的技术采用模型中的关键因素。

（2）动物生产、健康和遗传

•形成基础知识和开发工具，用于改善食用动物的生产和保护系统，包括“One Health”研究（例如抗生素耐药性）。

•扩大合作伙伴关系，以将美国的研究发现（来自政府、学术性的非政府组织和商业研究力量）整合到变动的高效研究网络中，从而最大限度地利用核心能力以及公私资源。

•利用遗传多样性和基因组技术来加快育种进程，降低对气候变化、病虫害的易感性，以改善动物福利并提高生产力。

•使用新技术和改进措施来优化资源利用，并缩小实际产量与生产潜力之间的差距。

•通过研究、教育和推广，改善对跨界、媒介传播、人畜共患、新发/重新崛起以及造成重大经济损失的地方性动物疾病的监测、早期发现、快速响应和恢复；包括建立支持特定病原体研究所需的专门的高等级生物安全实验室。

•确定通过畜牧业行为变化和强调关键决策动因和阈值的技术采用构建的成功模型。

•评估用于传感器、数据分析和精准农业的增强技术和技术转让采纳和使用情况。

•分析国内或国际市场的表现，以了解技术、产业结构变化和/或公私计划对畜牧业生产力和盈利能力的影响。

二、农业气候适应

确保农业用地、国家森林和私人耕地的保护和恢复，使农业生产对气候变化和其他干扰（例如干旱、入侵物种和野火等）更具弹性。此外，在现有最佳可用科学的基础上，必须制定新的战略和管理实践，以便充分利用各种系统来缓解和应对气候变化。尽管减灾是当务之急，但农业系统仍必须适应不断变化的天气模式和温度状况以确保粮食安全。

（1）景观尺度的保护和管理

•开展以任务为导向的计划和跨学科研究，要听取利益相关者的意见，加强最佳管理实践、创新技术和工具的使用，提升农场、森林和牧场的恢复能力，并改善生态系统服务。

•开发开放数据访问途径，以促进跨学科研究和利益相关者参与，并共同制定研究和管理建议。

•投资于研发、教育和推广活动，以更好地了解整个生态系统对农业活动引起的环境挑战的响应。

（2）气候研究与恢复能力

•创建并促进研究，以解决农业生产、自然资源管理以及社会经济系统对气候变化和天气多变性的恢复力和脆弱性的问题。

•开发经过同行评审的，基于科学的研究和工具，以支持由数据驱动的农业、水资源、土地和森林管理决策。

•确定在极端事件发生后提高粮食和森林产品系统复原力的机制。

•评估为适应气候变化和天气变化或减少温室气体而选择的保护措施的环境影响（效益/局限）。使用此评估结果开展对实施保护实践的经济成本和收益的空间分析。

•对引起气候变化和天气多变性的人为因素有更深入的了解，包括对风险、适应性、减缓诱因以及气候变化和天气多变性对食品营养特性的影响的认知。

•审查气候变化和天气多变性对社区和农业生产者的经济影响，以促进适当/有效技术的发展。

三、食品与营养转化

USDA在为美国民众提供安全、营养和有益健康的食品方面起着关键作用。这意味着要提供最高质量的新鲜食品和加工食品，以及足够的营养。这个主题的任务是必须解决减少食源性疾病的挑战；了解不良饮食和营养选择的驱动因素；为低收入家庭提供更好的营养食品；通过更有效的加工、包装和再利用来减少食物浪费，从而降低食品的总体成本。

（1）食品安全和健康

•开展相关研究，收集和分析有关各种食品安全干预措施的有效性和成本的数据，这些措施旨在减少由病原体、抗生素抗性、毒素和化学污染物引起的污染。

•资助或推动对预测性微生物学和干预技术的同行评审研究，以明确减少食品生产和加工过程中污染的方法步骤。

•征求利益相关者对与食品安全有关的研究、教育和推广需求的反馈；包括讨论和量化对食品安全和保障的新发威胁的机会。

•从病原体的全基因组测序中提炼和分析数据，以协助公共卫生机构发挥其监管和归因作用。

•开发有助于检测和干预的技术，以减少食品中病原物菌群和化学污染物。

•编写多媒体公共传播材料，以宣传和促进食品安全和安全的食品操作。

•开展相关研究，以了解食源性病原体在生产和加工环境中如何出现和传播，并制定降低其影响的策略。

（2）营养与健康促进

•提出基于证据的建议，消除障碍，并促进大众选择健康饮食。

•增加所有低收入家庭（包括部落地区的家庭）的食物获取机会。

•评估联邦机构、州、社区和非盈利性组织在减少儿童肥胖方面的有效性。

•改善现有产品的营养质量，使其具有生物活性的食物化合物，以增强人体健康。

•确定和参与基于社区的喂养计划，该计划利用联邦政府的伙伴关系，向低收入和部落地区伸出援手，通过改善营养和加强运动来减少儿童肥胖。

•识别并促进可以减少肥胖和慢性疾病的生物学和行为因素。

四、增值创新

农业和农村地区在基础设施方面的机遇与挑战并存，这些基础设施可增加整个农业系统和生物经济的产品和创新的价值，包括生物燃料和生物能源以及新兴的补充和替代作物。把农产品、新兴农作物、牲畜和森林原料生产成更高价值的产品需要新技术和系统的设计，这将有助于开拓新市场，建立新的国内供应链，并创造更多的就业和经济机会。

（1）基础设施、创新与福祉

•通过与大学、学院、私人和联邦实验室的合作关系来开发和转让技术，以生产创新的高价值产品。

•确定由生产者行为改变和强调关键决策驱动力和阈值的技术采用构建的成功模型。

•开发相关方法和模型，以鼓励多种作物和林业技术的共存。

•帮助小型企业建立标准、方法和仪器系统，以评估在处理、储存和运输过程中生食、加工食品和非食用产品的质量。

•明确并改善取得成功的地方和区域之间在食品和森林产品系统之间的协调状况，以优化食品和纤维、燃料、森林产品的获取途径，并最大程度地减少浪费。

•利用整个美国农业部的地方资源和区域资源，包括国家农业图书馆（NAL）农村信息中心和合作推广系统，以促进在全国范围内采用变革行为。

•促使利益相关者发展包容性的合作伙伴关系，以促进创新和新技术采用。

（2）生物经济

•协调新计划和跨学科研究的开发，以促进新的原料开发、转化和中间体的升级技术发展。

•发展支持生物经济领域农业和森林管理中数据驱动决策的科学和工具。

•开发生物经济供应链模型，以增强与原料和生物产品选择有关的地理区域、产品价格和市场规模方面的决策能力。

•认识并分享原料利用的最佳实践、生物质转化策略、生物精炼设计和操作以及途径特异的方法。

•通过生命周期、技术和经济模型评估生物质和碳资源，以表征和量化相关原料和产品途径的成本和收益。

五、农业科学政策指导

USDA是建立在对新兴科学需求的基础上，以实现美国的粮食安全和经济繁荣。持续满足国内和国际日益增长的粮食安全和森林生产能力的需求取决于强大而重要的美国农业部，该部门已有能力在食品、木材、燃料和其他农产品的生产方面成为全球领导者。美国农业需要一个充满活力、富有创新精神的领导者群体，他们能提出积极的农业科学议程以支持基于科学的政策决策。

（1）科学的灯塔

•确定核心原则以加强与世界决策机构的联系，并在有影响力的国际和国家会议中将其纳入战略传播策略。

•使用创新的数据源和有效的定量研究评估方法，开发衡量科学工作、成果产出和影响力的创新方法。

•建立跨学科团队研究农业、食品和林业科学问题，并开展下一代的培训。

•评估新技术发现、开发、监管和采用的社会和经济影响。

•通过改进交付方式，使公众（消费者）、生产者和加工者容易获得农业和林业的研究成果。

•制定、加强和支持劳动力培训和再培训计划，以实现终身学习，促进创新向实践转化。

•扩大体验式学习机会，以在食品、农业和自然资源领域发展和促进多样化职业。

•确定并消除障碍，以帮助新手农户、女性生产者和退伍军人等社会弱势和资源匮乏的生产者加入农业、自然资源和相关行业的劳动力队伍。

•促进有关食品、农业、自然资源和林业职业更多的信息共享，以确保准劳动力意识到就业机会。

（2）贸易与商业

•通过年度农业资源管理调查（AgriculturalResource Management Survey，ARMS），继续获取有关农业部门广泛问题的信息，包括财务状况和农业资源使用情况等。

•利用基于科学的证据和工具解决全球贸易的技术障碍。

•实现对计划的评估、更新和重组，以提供满足客户需求的服务，并抓住机会通过精简流程和交叉利用部门资源来提高效率。

•开发系统和门户网站，为客户获取市场数据、统计数据和经济分析提供更大的访问权限和灵活性。

•继续开展与国际、国家、地区、州和基于社区等各级组织和部落的合作，以确保该行业的所有人群和部门都在考虑范围内，且已发布的报告能够满足需求。

编译整理 | 丁陈君 生物科技战略研究中心

参考文献 | USDA science blueprint: A roadmap for USDA science from 2020 to 2025