农业工人作为加州中央谷地农业技术采用的关键实践者

《Agricultural Systems》：Agricultural workers as key practitioners for agricultural technology adoption in California's Central Valley

　　

农民工社区调查（n = 10,856）揭示了农业技术劳动力发展的结构性障碍。限制人力资本投资的不是工人动机，而是结构性成本。对农业技术的兴趣（16.5%）高于对一般农业的兴趣（5.3%）。受过中学教育的25至34岁男性对农业技术的兴趣最高。儿童照护服务可及性是影响教育兴趣的最强预测因素（OR = 5.97）。

引言

在加利福尼亚州中央谷地等高价值种植系统中，农业生产面临着一系列不稳定压力的汇合。劳动力成本因劳动力短缺而不断上升，推高了生产成本（Charlton, 2024; Hill and Martin, 2025）。与此同时，气候变化正带来包括干旱、高温和野火烟雾在内的环境压力，威胁作物产量并使传统人工劳动日益危险（Kabeshita et al., 2023）。自动化提供了解决方案，但对现有农业劳动力具有重大影响，包括培训以掌握新技术和工具（Hill et al., 2025）。

农业4.0将赛博物理系统、自主机械、人工智能和数据驱动的精准管理整合到农场生产运营中（Maffezzoli et al., 2022）。作为一种范式性转变，农业4.0建立在工业4.0的原则之上，有望通过提高自动化和优化水平来应对劳动力短缺、气候变化以及化肥、农药和燃料投入成本上升的问题（Miranda et al., 2019; V?rzaru, 2025）。然而，这种技术视角仅捕捉到了这一转型的一部分内涵。农业4.0越来越多地被理解为一种涉及农业食品系统各层面的组织、行为和文化变革的社会技术转型（Barman et al., 2026; Klerkx and Rose, 2020; Rose et al., 2021）。关于数字农业应如何发展的不同愿景进一步使"参与自动源于技术能力"的假设变得复杂（Lioutas et al., 2026）。以产量提升和环境效益为中心的叙事，使得这场转型的社会维度——包括谁具备参与条件和以何种条件参与——在理论上相对薄弱（Rose et al., 2021）。

尽管机器人和数字工具已经可用，但在特种作物种植中，农场现场采用率相对于其可能带来的盈利和可持续性效益仍然偏低（Gil et al., 2023; Prasad et al., 2023）。技术解决方案与终端用户之间的脱节进一步加剧了采用差距（Rotz et al., 2019）。一项对200项关于数字农业的社会和科学研究的范围综述发现，将数字化作为农业问题解决方案的主导叙事，已经超前于对这些转型所带来分配后果的批判性审视（McGrath et al., 2023）。许多为农业开发新技术的创新者，缺乏在食品系统中实际工作的经验，因此可能忽视了关键的设计需求（Fielke et al., 2020）。农民方面，往往无力承担技术成本，觉得技术不适合自家农场，发现生成的数据难以解读，并对无法自行维修或改装设备的状况感到沮丧（Carolan, 2020; Kernecker et al., 2020）。

技术采用面临的另一项挑战与农业劳动力在采用过程中的角色有关。工人操作设备并承受其对劳动条件的影响，却很少参与购买或实施决策。研究表明，工人参与技术评估与采用率呈正相关，这表明进一步的技术采用研究需要将工人纳入分析，而非仅聚焦于农场主或管理者（Cofre-Bravo et al., 2019）。关于农业场景中包容性创新的案例研究表明，有意义的包容性要求超越"为"终端用户设计技术，转向"与"他们共同设计，这种区分对受雇农业劳动力具有特殊意义（Ndege et al., 2024）。层级结构、语言障碍和缺乏正式反馈机制，阻碍了工人向决策者传达技术的优势或局限，从而抑制了技术扩散（Catalini and Tucker, 2017）。

许多农业系统依赖农场工人，他们的工作通常是季节性的、短期的，或通过劳务中介雇佣。农场工人对种植系统有很深的了解，但可能需要接受培训以掌握操作先进技术所需的专门技能（Mock et al., 2024）。虽然种植者做出采用决策，但农场工人是先进技术（如收获辅助机器人或田间包装作业）的终端用户。现有的职业结构体力要求极高，且向上流动性有限，从田间劳动到监督、技术或管理岗位几乎没有正式化的晋升通道（Castillo et al., 2025; Ramos, 2018）。行业仍然保留着历史性的看法，认为农场工人流动性高而非定居。H2-A签证项目（一种针对季节性农业劳动的联邦临时签证制度）的参与增多，可能强化了这种认知（Luckstead and Devadoss, 2019）。然而，研究表明农场工人人口正越来越多地在特定地区扎根并专精于种植系统（Chandrasekaran, 2021; Hill et al., 2025; Martin, 1998）。这种误解助长了将农场工人视为可替代劳动力的观点，从而抑制了对那些技术知识和农业知识在实践中难以被替代的工作人员的培训投资（Carlisle et al., 2019; Klocker et al., 2020）。为农场工人参与新兴农业技术创造途径，将改善设计和采用流程。在加利福尼亚州及其他劳动力成本高的地区，高工资和劳动力短缺正共同加速机械化投资（Hamilton et al., 2022; Martin, 2024）。

当前的农业体系缺乏将经验丰富的农业工人转变为能够维护、排障、使用和优化数字农业技术的技能型农业技术操作员的机制（Erickson et al., 2018）。如果不为这一劳动力投资职业发展通道，行业将冒着丧失农艺学、机械学、作物特定知识、气候知识和制度知识的风险，进一步延迟数字农业所承诺的效率提升（Eastwood et al., 2017; Rotz et al., 2019）。制造业、矿业和医疗保健行业先例表明，经验丰富的工人能为数字化工作场所带来不可替代的现场态势感知能力，处理自动化系统无法应对的非常规事件（Hersh et al., 2010; Hirsch-Kreinsen, 2016; Rogers et al., 2019）。这些实例凸显了经验丰富的工人在数字化工作场所中态势感知能力的价值，以及他们处理机器无法排障的非常规事件的能力。

尽管劳动力在农业4.0社会技术转型中发挥着关键作用，但现有研究大多将农业劳动力视为静态投入。然而，研究人员已经发现，在加利福尼亚州、得克萨斯州和佛罗里达州，种植食品所依赖的劳动力正在迅速变化（Fung et al., 2023）。研究的另一个空白是缺乏对农场工人职业愿望和抱负的研究，因为更多的工作聚焦于农场工人的子女教育成果而非工人本身（Bejarano and Valverde, 2012; Delgado and Becker Herbst, 2018; Martinez and Cranston-Gingras, 2006）。目前几乎没有关于现有劳动力愿意采用新技术、在新兴行业中职业抱负以及职业发展障碍的实证数据。

本研究借鉴了两个互补的理论传统。人力资本理论将教育和培训视为投资，个体在其中权衡预期回报与成本及约束（Becker, 1993; Inwood, 2017）。在这一框架下，人口学特征代表现有人力资本存量，家庭结构既产生投资动力也对资源产生竞争需求，资源可及性构成人力资本获取的结构性成本。然而，经典人力资本理论因将教育投资视为个人理性选择、掩盖塑造劳动力市场回报的种族、阶级和性别等结构性不平等而受到批评（Beach, 2009）。这一局限对农业工人尤为突出，因为他们在田间经验中获得的技能和知识在正式认证系统中被系统性地低估（Hagan et al., 2014）。其次，数字鸿沟研究为理解技术转型中不平等的效益获取提供了框架（Van Dijk, 2005, 2020）。该研究区分了资源可及性鸿沟——即对使用数字技术所需基础设施的物理获取不平等——与使用鸿沟——即一旦获得资源可及性后参与并从数字过程中获益的能力不平等（Van Dijk, 2005）。在农业语境中，这些鸿沟与现有的种族、农场规模和农村地理等方面的不平等相互交织（Rotz et al., 2019）。这些框架共同促使我们关注谁对农业技术职业表现出兴趣，以及什么结构性条件能够促进或阻碍培训可及性。

这项探索性研究首次提供了大规模实证描述，刻画了农民工社区的教育愿望和农业技术采用能力。研究目标是刻画农业4.0采用所需的劳动力能力，并识别培训可及性的结构性障碍。我们回答了三个指导性问题：农业劳动力对技术职业路径的兴趣如何，特别是对农业技术操作、维护和创新的兴趣；哪些人口学和结构性因素预测兴趣和参加培训意愿；以及可及性劳动力发展项目需要哪些后勤条件。我们对10,856份调查回复的分析，使用描述性分析来刻画对农业技术职业兴趣的人口学分布，并使用逻辑回归分析来识别培训参与的结构性预测因素。研究在加利福尼亚州中央谷地开展，该地区特点是高劳动力投入、高温和缺水条件下的多样化种植系统，包括高价值果园和葡萄园以及行栽作物，各系统的农业技术可获得性存在差异。虽然中央谷地地区代表的是一个集约且特殊的生产系统而非可推广的模式，但这里所考察的劳动力动态特征反映了劳动力密集型农业地区的农场工人社区，为包容性数字化战略提供了实证依据。

背景：中央谷地案例研究

加利福尼亚州中央谷地是全球重要的食品生产地区，面临推动技术采用的严峻压力。该地区的高价值特种作物生产在高峰期严重依赖约814,000名以西班牙语为母语的受雇工人（Ornelas et al., 2022; U.S. Department of Agriculture, National Agricultural Statistics Service, 2022）。劳动力短缺、不断上升的劳动力成本和日益加剧的气候影响（包括干旱、高温和野火烟雾）的汇合压力，

劳动力的空间与人口学特征

调查回复在空间上集中在99号公路沿线（图1），与地区人口中心和农业生产区相吻合（Teitz et al., 2005; U.S. Census Bureau, 2025）。当调查回复以县一级农业工人百分比表示时（图1B），样本展示了劳动力的显著横截面分布，在弗里诺县和图莱县等主要生产县，回复密度占当地农业工人总数的5%至15%。

社会技术转型的潜在能力

农业4.0要求将先进技术与有能力的人类操作者相结合。人力资本理论将教育视为一项投资，个体在其中权衡预期回报与成本及约束（Becker, 1993）。透过这一视角来看，大多数受访者表达重返校园的兴趣（60%），表明这一群体认为教育投资的预期回报较高。在数字农业采用中出现了……

结论与未来方向

本研究针对加利福尼亚州中央谷地农业4.0采用所需的劳动力能力回答了三个研究问题。研究发现农业社区对技术职业路径表达了浓厚兴趣，对农业技术的兴趣超过了对一般农业的兴趣。通过人力资本理论框架解读，预测这些兴趣的人口学和结构性因素表明，制约因素不是意愿……

作者贡献声明

Kimberly J. Gibson：撰写——审阅与编辑，撰写——原稿，可视化，验证，软件，方法学，形式分析，数据整理，概念化。Leigh A. Bernacchi：撰写——审阅与编辑，撰写——原稿，可视化，监督，项目管理，方法学，形式分析，数据整理，概念化。Karen Aceves：撰写——原稿，项目管理，方法学，调查研究，资金获取，数据整理。

披露声明

作者未报告任何潜在利益冲突。作者感谢采用人类参与AI的方式协助统计检验建议，包括Google Gemini Pro 2.5、Claude Opus 4.6和ChatGPT 4.0。

资金支持声明

本研究获得美国商务部经济发展局"重建更美好地区挑战赛"（投资编号07 79 07893，"弗里诺-默塞德未来食品（F3）倡议"）以及加州大学默塞德分校iCREATE项目（资助编号07 79 07913）的资金支持。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争财务利益或个人关系。

致谢

我们感谢ARKEN Strategies的Jessica Perez在数据获取和稿件审阅方面提供的帮助，以及为数据收集工作起到重要作用的社区组织：

• 加利福尼亚农场工人基金会（https://californiafarmworkers.org/）
• Peque?os Empresarios（https://consciousclubcollective.org/pequenos-empresarios/）
• Organización Las Panchas（https://organizacionlaspanchas.org/）
• Unidad Popular Benito Juarez（https://www.unidadpopular.org/）
• Central Valley地区的双国籍组织

Kimberly J. Gibson | Leigh A. Bernacchi | Karen Aceves | Shobha Khanna | Joshua H. Viers