中国农业无人机采用的社会经济可持续性：对生产成本、投资回报率（ROI）与劳动力结构的影响

《Sustainability》：Socioeconomic Sustainability of Agricultural Drone Adoption in China: Impacts on Production Costs, ROI, and Labor Structure

　　

农业无人机日益被采用，以提高生产效率并解决农业劳动力短缺问题。然而，其更广泛的社会经济影响仍不清楚，特别是关于无人机辅助农业是否可能增加失业压力或吸引过度的资本干预，从而威胁农民对农田的获取以及农业生产系统的可持续发展。为解决这些问题，本研究评估了中国农业无人机的发展规模和经济效应。构建了一个比较分析框架，以量化传统与无人机辅助耕作模式下的生产成本、投资回报率（ROI）和劳动力需求。选取玉米和柑橘作为代表性粮食作物和水果作物进行实证分析。结果表明：（1）无人机辅助耕作降低了生产成本；（2）在基准价格下，无人机辅助玉米和柑橘生产的ROI分别提高至10.53%和7.65%，但仍处于较低水平，表明过度资本干预的风险有限；（3）在全国范围内，无人机辅助耕作为玉米和柑橘带来了估算的成本节约；（4）在劳动力效应方面，农业无人机主要有助于缓解农业劳动力短缺而非引发大规模失业，同时提高生产效率并支持可持续农业发展。

传统农业作业效率较低，需要大量时间与劳动力，且难以在投入与产出间维持平衡。近年来，低空经济快速扩张加速了无人机及遥感等新兴技术在农业中的整合，为现代农业生产带来了深刻变革。然而，农业无人机更广泛的社会经济影响仍不明确，尤其是无人机辅助农业是否可能加剧失业压力或吸引过度资本干预，进而威胁农民对农田的获取以及农业生产系统的可持续性。为此，本研究系统评估了中国农业无人机的发展规模与经济效应，围绕三个研究问题展开：无人机辅助农业在不同作物类别中降低生产成本的程度；对投资回报率（ROI）的影响是否足以吸引过度商业资本；其劳动力替代效应主要是缓解短缺还是造成就业压力。论文发表在《Sustainability》上，构建了涵盖采用规模、生产成本、投资回报与劳动力替代四个维度的分析框架，并以中国产量最高的粮食作物玉米和水果作物柑橘作为代表进行实证分析。

研究人员采用了以下主要技术方法：利用多项式拟合模型，基于2018—2024年中国农业无人机存量历史数据预测未来规模；构建比较成本核算框架，将生产成本分解为直接成本（种子、化肥、农药、灌溉水、燃料/能源、维护、劳动力）和间接成本（固定资产折旧、保险、管理），对比传统与无人机辅助模式下的各成本项；通过ROI公式计算两种模式的回报率，并对农产品价格进行±5%、±10%、±15%的敏感性分析；构建劳动力替代模型，估算无人机可替代的劳动力数量，并与中国第一产业就业下降趋势进行比较。数据主要来源于中国农业农村部《全国农业机械化发展统计公报》、国家统计局及相关行业报告。

研究结果如下。

5.1 农业植保无人机存量分析：基于2018—2024年历史数据，多项式拟合模型的R²达0.9949，显示中国农业无人机存量从2018年的2.33万架增至2024年的25.1万架。模型预测2025—2027年将分别达到32.2万、40.06万和48.81万架，年增长率约24.39%和21.86%，表明农业无人机市场将保持强劲发展势头。

5.2 无人机对生产成本的影响：以玉米和柑橘为例，比较传统与无人机辅助模式的成本差异。5.2.1 粮食作物成本分析：玉米传统模式每公顷成本为15,079.16元，无人机辅助模式为14,403.58元，节省675.58元（约4.48%），主要节约来自劳动力、化肥、农药和燃料成本。5.2.2 水果成本分析：柑橘传统模式每公顷成本为66,631.72元，无人机辅助模式为61,583.26元，节省5,048.46元（约7.58%），其中劳动力成本降幅最大。5.2.3 小农户与规模经营者成本差异：小农户采用合同服务模式的成本为14,622.38元/公顷，规模经营者自购无人机为14,403.58元/公顷，规模经营具有成本优势。

5.3 无人机对ROI的影响：通过价格敏感性分析评估回报率变化。5.3.1 粮食作物ROI：玉米在基准价格下，ROI从传统模式的0.55%升至无人机辅助模式的10.53%；价格下降15%时，无人机模式ROI为?6.05%。5.3.2 水果ROI：柑橘ROI从?0.5%升至7.65%；价格下降5%时仍盈利（2.27%），下降15%时为?8.49%。5.3.3 小农户与规模经营者ROI差异：规模经营者ROI始终高于小农户，盈亏平衡面积为75.97公顷/年；低于该面积时合同服务更经济，高于时自购更优。5.3.4 资本干预与