“區塊鏈+農業”的國內外研究現狀與展望

陳楠楠 楊雪雁 陳李波

摘 要：新興區塊鏈技術不僅受到國內外金融界和科技界青睞，也得到農業領域學者的關注。為探究學者們的主要研究熱點，選取近5年CNKI和Web of Science數據庫中“區塊鏈+農業”相關的文獻，統計了國內外“區塊鏈+農業”的發文量，繪制了“區塊鏈+農業”的關鍵詞、關鍵詞聚類和時區視圖的知識圖譜。研究發現，國內外“區塊鏈+農業”發文量不斷增長，關注熱點在農產品質量溯源和農業金融方面，也有部分學者關注農業政策管理、供應鏈管理、農產品電商等方面。基于此，提出今后研究可在農產品質量溯源和農業金融推廣應用方面向前推進，同時擴展“區塊鏈+農業”的應用場景。

關鍵詞：區塊鏈;農業;文獻計量;農產品溯源;農業金融

中圖分類號：F 323; G 353.1 文獻標志碼：A 文章編號：0253-2301（2022）03-0077-06

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2022.03.013

Research Status and Prospect of ″Blockchain+Agriculture″ at Home and Abroad

——Bibliometric Analysis Based on Cite Space

CHEN Nan-nan1， YANG Xue-yan1*， CHEN Li-bo2

（1. School of Economics and Management， Zhejiang A & F University， Hangzhou， Zhejiang 311300， China;

2. Hangzhou Yinong Agricultural Development Co.， Ltd， Hangzhou， Zhejiang 311300， China）

Abstract： The emerging blockchain technology is not only favored by the financial and scientific circles at home and abroad， but also attracted the attention of scholars in the field of agriculture. In order to explore the main research hotspots of scholars， by selecting the literatures related to ″blockchain+agriculture″ in the databases of CNKI and Web of Science in the past five years， the number of articles published on ″blockchain+agriculture″ at home and abroad was counted， and the knowledge map of keywords， keyword clustering and time zone view of ″blockchain+agriculture″ was drawn. The research found that the number of articles published on ″blockchain+agriculture″ at home and abroad was increasing， and the focus was on the quality traceability of agricultural products and agricultural finance， while some scholars also focused on the aspects such as the agricultural policy management， the supply chain management， the e-commerce of agricultural products. Based on this， it was proposed that the future research could be advanced in the quality traceability of agricultural products and the promotion and application of agricultural finance， while expanding the application scenarios of ″blockchain+agriculture″.

Key words： Blockchain; Agriculture; Bibliometrics; Traceability of agricultural products; Agricultural financial

大數據、云計算、物聯網、區塊鏈、人工智能等先進技術已經影響到人們生活的方方面面，同樣也影響到農業領域。區塊鏈作為新的信息技術，為農業發展注入新的活力，加快了農業現代化的前進步伐[1-2]。習近平總書記明確要求，將區塊鏈視為核心技術自主創新的重要突破口，加快區塊鏈技術發展和產業創新，提升區塊鏈技術使用和管理能力[3]。2019年，我國政府出臺了《區塊鏈信息服務管理規定》[4];同年，農業農村部聯合網信辦制定了《數字農業農村發展規劃（2019-2025年）》[5]，更是要求加快推進農業區塊鏈等核心技術的創新應用。將區塊鏈技術與農業的融合既是國家的政策方向，又是農業發展的現實需要[6]。

區塊鏈技術作為比特幣的核心支撐技術受到研究人員的重視[7]，其本質上是一種P2P技術、時間戳技術、加密技術、工作量證明（POW）和激勵機制技術的整合[8]。此外，由于其分布式記賬原理，從而具有去中心化、集體維護、高度透明、去信任化、匿名性等特點[9]。區塊鏈技術以其優勢，可重建農業生產關系，構建全流程透明且可靠的農業產業鏈條，為數字農業的發展提供技術基礎，推動農業高質量發展[10]。自2016年開始，區塊鏈的研究與應用從金融領域延伸到政務、貿易、公共衛生、交通運輸、知識產權和農業等領域。伴隨著數字農業的發展，區塊鏈與農業結合的相關研究開始增加。相關應用平臺，如基于區塊鏈技術的智能魚場平臺[11]、保障農產品質量安全的溯源平臺[12]、用于食品供應鏈的區塊鏈技術平臺[13]等也已落地使用。

基于此，本研究以CNKI和Web of Science數據庫中的文獻作為研究對象，系統梳理國內外區塊鏈技術在農業領域的研究歷史、發展現狀，以便理解和把握“區塊鏈+農業”研究的趨勢，并對未來的理論研究提出展望。

1 研究方法和數據來源

采用CiteSpace軟件，基于共引分析理論和尋徑網絡算法，對所收集的文獻進行分析[14]，運用可視化的手段呈現出關鍵詞聚類圖、關鍵詞時序圖等圖譜，從而進一步得出“區塊鏈+農業”研究領域的發文量趨勢、研究熱點等[15-16]。為使研究更為全面，文獻選擇CNKI和Web of Science的核心合集數據庫。由于中國第一個區塊鏈技術指導文件《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書（2016）》是于2016年10月18日正式發布，且是2016年前與區塊鏈相關的期刊論文數量很少，因此本研究設定文獻檢索時間從2016年1月1日至2021年3月30日。同時，為了保證文獻數據的查全率和查準率[17]，文章以區塊鏈作為主要檢索字符，并將出現以太坊、智能合約、去中心化等詞條的論文也納入檢索范圍。文中農業指農業全產業鏈，包括產前，產中到產后的多環節構成的鏈條[18]。

基于上述研究方法，中文文獻檢索以中國知網學術期刊CNKI為主，使用高級檢索，主題設定為“區塊鏈”，期刊來源類別為全部，時間為2016年1月1日至2021年3月30日，檢索到12 938條文獻數據。根據文獻摘要、關鍵詞選取與農業相關的文獻數據，去掉導讀、新聞稿等無關文獻之后得到275條文獻。再對文獻進行二次數據判別、清洗，得到203條有效中文文獻。外文文獻數據以Web of Science（WOS）核心合集數據庫為主，主題為“blockchain”，時間同樣設定為2016年1月1日至2021年3月30日，共計檢索到3 822條結果，設置文件類型為Article（期刊論文）或Review（綜述），縮減到3 608條，對文獻摘要、關鍵詞進行判別，得到與農業相關的64條文獻數據。 經過最終判別，得到中文文獻203篇、外文文獻64篇，合計267篇有效文獻作為研究樣本，通過CiteSpace軟件，進行關鍵詞分析，尋找研究熱點及演進主題，探索未來研究趨勢。

2 結果與分析

2.1 發文量年度增長趨勢

不同年份的文獻發表數量體現了該領域的發展狀況，有助于讀者預測該領域未來發展趨勢。總體來看，2016-2020年發文量呈現逐年增長態勢，2021年前3個月也有較高的發文量（圖1）。

從圖1可知，國內文獻數量的發展可分為3個階段：（1）第1階段是2016-2018年，這一階段屬于起步階段，發文量較少。國內學者開始將區塊鏈延伸到農業領域，僅有個別學者關注“區塊鏈+農業”領域。如以洪濤[19]和呂芙蓉等[20]為代表的學者著眼于農產品，研究如何加快促進農產品的發展。（2）第2階段是2018-2020年，該階段屬于快速發展階段，發文量比第一階段增加72篇，表明“區塊鏈+農業”的關注度有所提高，研究人數增加。（3）第3階段是從2020年至今，2021年前3個月發文量為18篇，預計2021年發文量將超過百篇;說明我國“區塊鏈+農業”的研究仍有較大的發展空間，需要學者進一步關注和發掘。

國外文獻數量的發展則可分為2個階段：（1）第一階段是2016-2019年，發文量較少，發展緩慢。區塊鏈技術最初主要應用在金融和科技方面，隨后才向各垂直領域延伸。（2）第二階段是2019年至今，發文量顯著增長。

通過文獻分析，可以看出國內外對“區塊鏈+農業”的研究歷史都較短。檢索到的267篇有效文獻中最早發表的一篇文獻是Ahmed等[21]的論文，作者提出利用區塊鏈技術建立應用系統，共享農場數據，通過追蹤食物足跡分配糧食，識別食源性疾病來源，這也表明國外更早關注“區塊鏈+農業”的研究。

2.2 “區塊鏈+農業”高頻關鍵詞分析

采用CiteSpace數據可視化軟件對文獻進行關鍵詞共現分析。參數設置：時間為2016-2021年，Years per slice為2，Node Types選擇Keyword，Selection Criteia選擇Top N，系統設定N=50。

關鍵詞是文章核心主題和主要內容的縮影，頻次越高，表明關鍵詞所代表的研究內容所受的關注程度越高。知識圖譜中每個節點代表一個關鍵詞，節點的大小代表的是關鍵詞頻次，頻次越高，節點越大。關鍵詞中心度測量節點的重要性，重要的關鍵詞節點在整個網絡中起到橋梁作用，并與其他節點產生線條粗細不等的連線，線條越粗關系越密切。

從圖2可知，國內外關鍵詞網絡分布大體相同，“區塊鏈（blockchain）”位于中心位置，“溯源（traceability）”“供應鏈（supply chain）”“食品安全（security）”和“物聯網（internet of thing）”等位于次要位置，緊密圍繞區塊鏈來構成研究熱點。但國內關鍵詞周圍還分布著“供應鏈金融”“金融扶貧”“農村金融”“農產品流通”“農業保險”等關鍵詞，均與鄉村振興有關。此外，關鍵詞“農產品”“供應鏈”和“農產品供應鏈”的含義等同于農產品供應鏈。關鍵詞“溯源”“追溯”“農產品追溯”“食品安全”“質量安全”等研究主題背后的邏輯實為溯源。綜上所述，區塊鏈在國內農業領域的研究熱點主要是供應鏈、溯源和鄉村振興等方面，而國外農業領域研究熱點主要是溯源、供應鏈和區塊鏈系統等方面。

2.3 “區塊鏈+農業”關鍵詞聚類分析

關鍵詞聚類結果是在關鍵詞共現圖譜的基礎上采用聚類標簽LLR得到的關鍵詞聚類結果。每個聚類是由多個關系緊密的關鍵詞組成的，選擇同一聚類中最大的值當選為該類別的代表，為它寫上一個聚類標簽。聚類編號越小，所含聚類成員越多。其中，需要注意2個值，聚類模塊值（Q值）和聚類平均輪廓值（S值），一般認為Q>0.3聚類結構顯著，S>0.5聚類結構合理，S>0.7聚類結構令人信服。

如表1所示，國內文獻網絡聚類結果分為5類，分別是：#0溯源、#1糧食安全、#2鄉村振興、#3農業區塊鏈、#4區塊鏈技術，聚類模塊值Q為0.396，聚類平均輪廓值S值為0.574 3，表明各聚類群內相似度高，聚類結構合理。聚類結果對應的研究重點主要是區塊鏈技術在農產品溯源、供應鏈、糧食安全、扶貧等鄉村振興方面的交叉應用。

如表2所示，國外文獻網絡聚類結果得到4類，分別是：#0 privacy（隱私）、#1 precision agriculture（精細農業）、#2 agriculture supply chain（農業供應鏈）、#3 integrated pest management（綜合蟲害管理），聚類模塊值Q為0.4243，聚類平均輪廓值S值為0.839 8，表明各聚類群內相似度高，聚類結構合理。關鍵詞聚類結果表明國外更多關注智慧農業、供應鏈、追溯以及數據的完整性等領域。

2.4 “區塊鏈+農業”研究趨勢演化分析

時區視圖（Timezone）又叫關鍵路徑圖，是一種從時間維度上來表示知識演進的視圖，它可以清晰地表示關鍵詞的衍化、文獻更新和相互之間的影響[14]。將“區塊鏈+農業”研究領域的關鍵詞以時區圖的方式投影，可以識別出區塊鏈在農業領域的演化趨勢，有利于讀者研究“區塊鏈+農業”熱點的變化。

區塊鏈作為比特幣的底層支撐技術起源于2008年，而在農業的應用研究始于2016年。由圖3可知，在2016年，國內農業領域的區塊鏈研究主要是技術的應用。2018年迎來一個爆發點，由區塊鏈技術衍生出“聯盟鏈”“供應鏈”“溯源”“智慧農業”等關鍵詞，并與其他關鍵詞之間存在共線關系。而在2020年，區塊鏈關鍵詞在2018年基礎上延伸到“農產品流通”“供應鏈金融”“金融創新”“精準扶貧”和“三農問題”等方面，說明國內對“區塊鏈+農業”的研究更加多樣化、多角度。在圖3中右邊，由于樣本文獻數量較少，未能體現出國外“區塊鏈+農業”研究起始年份的關鍵詞，但也可看出2018年區塊鏈研究中已出現“追溯”“供應鏈”等關鍵詞。2020年“精細農業”“大數據”“物聯網”等關鍵詞開始增加，表明“區塊鏈+農業”研究的研究范圍不斷擴大。

3 結論與展望

3.1 主要結論

區塊鏈與農業各方面的融合在國內外均是嶄新的研究領域，國內外智慧農業的發展以及區塊鏈技術在金融領域的成功應用，可以證明區塊鏈在農業場景中應用的可行性與有效性。但鮮有論文總結梳理區塊鏈技術與農業研究現狀以及利用國內外的文獻對研究現狀進行對比。因此，本研究檢索2016年1月1日至2021年3月30日CNKI和Web of Science核心合集數據庫中關于“區塊鏈+農業”交叉領域的中英文文獻，并采用CiteSpace軟件進行計量分析，得到如下結論：國內外對“區塊鏈+農業”的研究呈現不同的特點，國外學者更加關注利用仿真分析和實證分析方法對農產品質量溯源技術進行闡述;而國內學者更多使用定性方法對“區塊鏈+農業”在農產品溯源、農產品供應鏈、鄉村振興等方面進行理論分析。并且，國內外學者均關注農產品質量溯源。

同時，在文獻分析中可看出已有研究存在的不足：（1）學者對農業中區塊鏈技術的應用僅停留在理論方面，缺乏具體的案例分析;（2）雖有各種區塊鏈應用方案，但真正落地應用并經過時間驗證的項目少之又少;（3）缺乏在該領域深耕的學者，大部分學者發文量較少，僅有1～2篇，表明學者對“區塊鏈+農業”未能進行深入、系統的研究。

3.2 研究展望

通過對樣本文獻的關鍵詞共現圖、關鍵詞聚類、時區視圖的研究，可看出近年來國內外學者在區塊鏈與農業交叉領域取得了一定的研究成果，在理論框架和系統設計上設想豐富。但這些研究結果大多未經實踐證明，研究不夠深入。整體而言，研究處于初期階段，仍然具有廣闊的前景。

首先，“區塊鏈+農業”的未來研究可繼續在金融領域深入。區塊鏈起源于金融領域，在金融領域的應用研究也較為突出，改變了傳統金融交易模式，提高了自動化水平[22]。未來可嘗試搭建基于區塊鏈技術的具有統一標準的全國小農貸款平臺，并將其在全國推廣，打破農業融資約束[23]。

其次，“區塊鏈+農產品溯源”的應用推廣。農產品溯源是國內外學者關注的熱點，許多互聯網公司提供了基于區塊鏈技術的農產品溯源方案。眾安科技“步步雞”[24]、善糧味道的“區塊鏈大農場” [25]、安徽碭山的酥梨[26]等，他們的投入使用可滿足消費者對食品透明度的要求，實現從田間到餐桌的透明性[27-29]。基于區塊鏈的農業食品供應鏈溯源，可以保持交易不可變性和完整性[30]。發生食品安全問題時，區塊鏈技術能夠快速發現污染源，有效響應產品故障[12]。Feng[31]提出基于危害分析和關鍵控制點（HACCP）的區塊鏈食品供應鏈追溯系統，而危害分析及關鍵控制點是食品質量保證的重要指標。還有很多學者對不同農產品如大米、蔬菜、水產品、畜產品、茶葉等進行溯源研究。對于農產品質量溯源問題，學者們應思考國家未來如何建設區塊鏈網絡基礎設施，如何構建行業規范和標準，如何降低成本，擴大區塊鏈技術的應用范圍、應用地區，以及相關技術人才的培養。

最后，區塊鏈技術在其他方面的應用研究。學者們可對區塊鏈在供應鏈、農業政策、農產品電商等方面展開研究[32-35]。李陽等[36]曾根據區塊鏈的信息共享、可追溯等特點提出精準識別扶貧對象，蔣姣麗等[37]將區塊鏈技術用于農機購置補貼的資質鑒定，武寶珠[38]提出將區塊鏈技術用于農產品電商C2M模式，可減少中間流轉、降低商品成本。同時，學者們可繼續在前人研究基礎上進一步深耕，或設想其他應用場景，以助推農業高質量發展，加快農業轉型升級。

參考文獻：

[1]蘆千文.區塊鏈加快農業現代化的理論前景、現實挑戰與推進策略[J].農村經濟，2021（1）：126-136.

[2]朱思柱，張萌.區塊鏈技術在農業農村中的應用與對策研究[J].中國農機化學報，2021，42（7）：170-176.

[3]《人民日報》報社.習近平：把區塊鏈作為核心技術自主創新重要突破口[J].當代縣域經濟，2019（12）：5.

[4]國家互聯網信息辦公室.區塊鏈信息服務管理規定[EB/OL].（2019-01-10）[2022-01-10].http：//www.cac.gov.cn/2019-01/10/c_1123971164.htm.

[5]農業農村部，中央網絡安全和信息化委員會辦公室.數字農業農村發展規劃（2019-2025年）[EB/OL].（2019-12-25）[2022-01-10].http：//www.moa.gov.cn/govpublic/FZJHS/202001/t20200120_6336316.htm.[6]王文生.可信區塊鏈在農業農村應用展望[J].農業大數據學報，2020，2（2）：14-24.

[7]袁勇，王飛躍.區塊鏈技術發展現狀與展望[J].自動化學報，2016，42（4）：481-494.

[8]NAKAMOTO S.Bitcoin：A peer-to-peer electronic cash system[Z].2008.

[9]何蒲，于戈，張巖峰，等.區塊鏈技術與應用前瞻綜述[J].計算機科學，2017，44（4）：1-7，15.

[10]尚杰，吉雪強，陳璽名.區塊鏈與生態農業產業鏈結合：機理、機遇與對策[J].農村經濟2021（1）：119-125.

[11]HANG L，ULLAH I，KIM D-H.A secure fish farm platform based on blockchain for agriculture data integrity[J].Computers and Electronics in Agriculture，2020，170：105251.

[12]SHAHID A，ALMOGREN A，JAVAID N，et al.Blockchain-based agri-food supply chain： A complete solution[J].IEEE Acess，2020，8：69230-69243.

[13]KHLER S，PIZZOL M.Technology assessment of blockchain-based technologies in the food supply chain[J].Journal of Cleaner Production，2020，269：122193.

[14]陳悅，陳超美，劉則淵，等.CiteSpace知識圖譜的方法論功能[J].科學學研究，2015，33（2）：242-253.

[15]CHEN C.CiteSpace Ⅱ：Detecting and visualizing emerging trends and transient patterns in scientific literature[J].Journal of the American Society for Information Science and Technology，2006，57（3）：359-377.

[16]CHEN C.Mapping scientific frontiers：The quest for knowledge visualization[M].London：Springer，2003.

[17]余丹.關于查全率和查準率的新認識[J].西南民族大學學報（人文社會科學版），2009，30（2）：283-285.

[18]任守綱，何自明，周正己，等.基于CSBFT區塊鏈的農作物全產業鏈信息溯源平臺設計[J].農業工程學報，2020，36（3）：279-286.

[19]洪濤.區塊鏈在我國農產品電商領域的應用研究[J].中國市場，2016（39）：65-68.

[20]呂芙蓉，陳莎.基于區塊鏈技術構建 我國農產品質量安全追溯體系的研究[J].農村金融研究，2016（12）：22-26.

[21]AHMED S，BROEK N T.Food supply：Blockchain could boost food security[J].Nature，2017，550 （7674）：43.

[22]巴曙松，魏巍，白海峰.基于區塊鏈的金融監管展望——從數據驅動走向嵌入式監管[J].山東大學學報（哲學社會科學版），2020（4）：161-173.

[23]章劉成，陳美志.基于區塊鏈技術的農村金融智慧平臺研究[J].農業經濟，2020（3）：111-112.

[24]王菲，呂可.淺析區塊鏈和農業物聯網在養殖業中的應用——以眾安科技“步步雞”為例[J].農村經濟與科技，2020，31（1）：71-72，360.

[25]江雪，王旭.區塊鏈技術在農產品供應鏈的應用與挑戰——以善糧味道為例[J].農村經濟與科技，2018，29（17）：147-149.

[26]葛德光.安徽：碭山打造國內首個“區塊鏈村”酥梨數據未來可助農融資[J].中國果業信息，2020，37（11）：58.

[27]ZHAO G，LIU S，LOPEZ C，et al.Blockchain technology in agri-food value chain management：A synthesis of applications，challenges and future research directions[J].Computers in Industry，2019，109：83-99.

[28]SALAH K，NIZAMUDDIN N，JAYARAMAN R，et al.Blockchain-based soybean traceability in agricultural supply chain[J].IEEE Acess，2019，7：73295-73305.

[29]SANDER F，SEMEIJN J，MAHR D.The acceptance of blockchain technology in meat traceability and transparency[J].British Food Journal，2018，120 （9）：2066-2079.

[30]KAMILARIS A，FONTS A，PRENAFETA-BOLD F X.The rise of blockchain technology in agriculture and food supply chains[J].Trends in Food Science & Technology，2019，91：640-652.

[31]FENG T.A supply chain traceability system for food safety based on HACCP， blockchain & Internet of things[C]//2017 International Conference on Service Systems and Service Management，2017：1-6.

[32]孫忠富，李永利，鄭飛翔，等.區塊鏈在智慧農業中的應用展望[J].大數據，2019，5（2）：116-124.

[33]黃可權，高令國，黃珊.區塊鏈技術助推農業供給側結構性改革研究[J].佳木斯大學社會科學學報，2018，36（6）：73-77，82.

[34]龍蔚，宋家興，云建輝.區塊鏈對農村電商中農產品上行的啟發——基于消費者在線購買農產品意愿的問卷分析[J].農業經濟，2020（10）：137-138.

[35]張瀚藝.基于區塊鏈的我國農產品電子商務發展路徑探討[J].商業經濟研究，2017（12）：96-98.

[36]李陽，于濱銅.“區塊鏈+農村金融”何以賦能精準扶貧與鄉村振興：功能、機制與效應[J].社會科學，2020（7）：63-73.

[37]蔣姣麗，陳華.“互聯網+區塊鏈”在廣東農機購置補貼工作中的應用探討[J].現代農業裝備，2019，40（4）：75-77.

[38]武寶珠.區塊鏈技術在農產品電商C2M模式中的設計應用[J].科技廣場，2017（2）：110-113.

（責任編輯：柯文輝）