“区块链+农业”的国内外研究现状与展望

陈楠楠 杨雪雁 陈李波

摘 要：新兴区块链技术不仅受到国内外金融界和科技界青睐，也得到农业领域学者的关注。为探究学者们的主要研究热点，选取近5年CNKI和Web of Science数据库中“区块链+农业”相关的文献，统计了国内外“区块链+农业”的发文量，绘制了“区块链+农业”的关键词、关键词聚类和时区视图的知识图谱。研究发现，国内外“区块链+农业”发文量不断增长，关注热点在农产品质量溯源和农业金融方面，也有部分学者关注农业政策管理、供应链管理、农产品电商等方面。基于此，提出今后研究可在农产品质量溯源和农业金融推广应用方面向前推进，同时扩展“区块链+农业”的应用场景。

关键词：区块链;农业;文献计量;农产品溯源;农业金融

中图分类号：F 323; G 353.1 文献标志码：A 文章编号：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

大数据、云计算、物联网、区块链、人工智能等先进技术已经影响到人们生活的方方面面，同样也影响到农业领域。区块链作为新的信息技术，为农业发展注入新的活力，加快了农业现代化的前进步伐[1-2]。习近平总书记明确要求，将区块链视为核心技术自主创新的重要突破口，加快区块链技术发展和产业创新，提升区块链技术使用和管理能力[3]。2019年，我国政府出台了《区块链信息服务管理规定》[4];同年，农业农村部联合网信办制定了《数字农业农村发展规划（2019-2025年）》[5]，更是要求加快推进农业区块链等核心技术的创新应用。将区块链技术与农业的融合既是国家的政策方向，又是农业发展的现实需要[6]。

区块链技术作为比特币的核心支撑技术受到研究人员的重视[7]，其本质上是一种P2P技术、时间戳技术、加密技术、工作量证明（POW）和激励机制技术的整合[8]。此外，由于其分布式记账原理，从而具有去中心化、集体维护、高度透明、去信任化、匿名性等特点[9]。区块链技术以其优势，可重建农业生产关系，構建全流程透明且可靠的农业产业链条，为数字农业的发展提供技术基础，推动农业高质量发展[10]。自2016年开始，区块链的研究与应用从金融领域延伸到政务、贸易、公共卫生、交通运输、知识产权和农业等领域。伴随着数字农业的发展，区块链与农业结合的相关研究开始增加。相关应用平台，如基于区块链技术的智能鱼场平台[11]、保障农产品质量安全的溯源平台[12]、用于食品供应链的区块链技术平台[13]等也已落地使用。

基于此，本研究以CNKI和Web of Science数据库中的文献作为研究对象，系统梳理国内外区块链技术在农业领域的研究历史、发展现状，以便理解和把握“区块链+农业”研究的趋势，并对未来的理论研究提出展望。

1 研究方法和数据来源

采用CiteSpace软件，基于共引分析理论和寻径网络算法，对所收集的文献进行分析[14]，运用可视化的手段呈现出关键词聚类图、关键词时序图等图谱，从而进一步得出“区块链+农业”研究领域的发文量趋势、研究热点等[15-16]。为使研究更为全面，文献选择CNKI和Web of Science的核心合集数据库。由于中国第一个区块链技术指导文件《中国区块链技术和应用发展白皮书（2016）》是于2016年10月18日正式发布，且是2016年前与区块链相关的期刊论文数量很少，因此本研究设定文献检索时间从2016年1月1日至2021年3月30日。同时，为了保证文献数据的查全率和查准率[17]，文章以区块链作为主要检索字符，并将出现以太坊、智能合约、去中心化等词条的论文也纳入检索范围。文中农业指农业全产业链，包括产前，产中到产后的多环节构成的链条[18]。

基于上述研究方法，中文文献检索以中国知网学术期刊CNKI为主，使用高级检索，主题设定为“区块链”，期刊来源类别为全部，时间为2016年1月1日至2021年3月30日，检索到12 938条文献数据。根据文献摘要、关键词选取与农业相关的文献数据，去掉导读、新闻稿等无关文献之后得到275条文献。再对文献进行二次数据判别、清洗，得到203条有效中文文献。外文文献数据以Web of Science（WOS）核心合集数据库为主，主题为“blockchain”，时间同样设定为2016年1月1日至2021年3月30日，共计检索到3 822条结果，设置文件类型为Article（期刊论文）或Review（综述），缩减到3 608条，对文献摘要、关键词进行判别，得到与农业相关的64条文献数据。 经过最终判别，得到中文文献203篇、外文文献64篇，合计267篇有效文献作为研究样本，通过CiteSpace软件，进行关键词分析，寻找研究热点及演进主题，探索未来研究趋势。

2 结果与分析

2.1 发文量年度增长趋势

不同年份的文献发表數量体现了该领域的发展状况，有助于读者预测该领域未来发展趋势。总体来看，2016-2020年发文量呈现逐年增长态势，2021年前3个月也有较高的发文量（图1）。

从图1可知，国内文献数量的发展可分为3个阶段：（1）第1阶段是2016-2018年，这一阶段属于起步阶段，发文量较少。国内学者开始将区块链延伸到农业领域，仅有个别学者关注“区块链+农业”领域。如以洪涛[19]和吕芙蓉等[20]为代表的学者着眼于农产品，研究如何加快促进农产品的发展。（2）第2阶段是2018-2020年，该阶段属于快速发展阶段，发文量比第一阶段增加72篇，表明“区块链+农业”的关注度有所提高，研究人数增加。（3）第3阶段是从2020年至今，2021年前3个月发文量为18篇，预计2021年发文量将超过百篇;说明我国“区块链+农业”的研究仍有较大的发展空间，需要学者进一步关注和发掘。

国外文献数量的发展则可分为2个阶段：（1）第一阶段是2016-2019年，发文量较少，发展缓慢。区块链技术最初主要应用在金融和科技方面，随后才向各垂直领域延伸。（2）第二阶段是2019年至今，发文量显著增长。

通过文献分析，可以看出国内外对“区块链+农业”的研究历史都较短。检索到的267篇有效文献中最早发表的一篇文献是Ahmed等[21]的论文，作者提出利用区块链技术建立应用系统，共享农场数据，通过追踪食物足迹分配粮食，识别食源性疾病来源，这也表明国外更早关注“区块链+农业”的研究。

2.2 “区块链+农业”高频关键词分析

采用CiteSpace数据可视化软件对文献进行关键词共现分析。参数设置：时间为2016-2021年，Years per slice为2，Node Types选择Keyword，Selection Criteia选择Top N，系统设定N=50。

关键词是文章核心主题和主要内容的缩影，频次越高，表明关键词所代表的研究内容所受的关注程度越高。知识图谱中每个节点代表一个关键词，节点的大小代表的是关键词频次，频次越高，节点越大。关键词中心度测量节点的重要性，重要的关键词节点在整个网络中起到桥梁作用，并与其他节点产生线条粗细不等的连线，线条越粗关系越密切。

从图2可知，国内外关键词网络分布大体相同，“区块链（blockchain）”位于中心位置，“溯源（traceability）”“供应链（supply chain）”“食品安全（security）”和“物联网（internet of thing）”等位于次要位置，紧密围绕区块链来构成研究热点。但国内关键词周围还分布着“供应链金融”“金融扶贫”“农村金融”“农产品流通”“农业保险”等关键词，均与乡村振兴有关。此外，关键词“农产品”“供应链”和“农产品供应链”的含义等同于农产品供应链。关键词“溯源”“追溯”“农产品追溯”“食品安全”“质量安全”等研究主题背后的逻辑实为溯源。综上所述，区块链在国内农业领域的研究热点主要是供应链、溯源和乡村振兴等方面，而国外农业领域研究热点主要是溯源、供应链和区块链系统等方面。

2.3 “区块链+农业”关键词聚类分析

关键词聚类结果是在关键词共现图谱的基础上采用聚类标签LLR得到的关键词聚类结果。每个聚类是由多个关系紧密的关键词组成的，选择同一聚类中最大的值当选为该类别的代表，为它写上一个聚类标签。聚类编号越小，所含聚类成员越多。其中，需要注意2个值，聚类模块值（Q值）和聚类平均轮廓值（S值），一般认为Q>0.3聚类结构显著，S>0.5聚类结构合理，S>0.7聚类结构令人信服。

如表1所示，国内文献网络聚类结果分为5类，分别是：#0溯源、#1粮食安全、#2乡村振兴、#3农业区块链、#4区块链技术，聚类模块值Q为0.396，聚类平均轮廓值S值为0.574 3，表明各聚类群内相似度高，聚类结构合理。聚类结果对应的研究重点主要是区块链技术在农产品溯源、供应链、粮食安全、扶贫等乡村振兴方面的交叉应用。

如表2所示，国外文献网络聚类结果得到4类，分别是：#0 privacy（隐私）、#1 precision agriculture（精细农业）、#2 agriculture supply chain（农业供应链）、#3 integrated pest management（综合虫害管理），聚类模块值Q为0.4243，聚类平均轮廓值S值为0.839 8，表明各聚类群内相似度高，聚类结构合理。关键词聚类结果表明国外更多关注智慧农业、供应链、追溯以及数据的完整性等领域。

2.4 “区块链+农业”研究趋势演化分析

时区视图（Timezone）又叫关键路径图，是一种从时间维度上来表示知识演进的视图，它可以清晰地表示关键词的衍化、文献更新和相互之间的影响[14]。将“区块链+农业”研究领域的关键词以时区图的方式投影，可以识别出区块链在农业领域的演化趋势，有利于读者研究“区块链+农业”热点的变化。

区块链作为比特币的底层支撑技术起源于2008年，而在农业的应用研究始于2016年。由图3可知，在2016年，国内农业领域的区块链研究主要是技术的应用。2018年迎来一个爆发点，由区块链技术衍生出“联盟链”“供应链”“溯源”“智慧农业”等关键词，并与其他关键词之间存在共线关系。而在2020年，区块链关键词在2018年基础上延伸到“农产品流通”“供应链金融”“金融创新”“精准扶贫”和“三农问题”等方面，说明国内对“区块链+農业”的研究更加多样化、多角度。在图3中右边，由于样本文献数量较少，未能体现出国外“区块链+农业”研究起始年份的关键词，但也可看出2018年区块链研究中已出现“追溯”“供应链”等关键词。2020年“精细农业”“大数据”“物联网”等关键词开始增加，表明“区块链+农业”研究的研究范围不断扩大。

3 结论与展望

3.1 主要结论

区块链与农业各方面的融合在国内外均是崭新的研究领域，国内外智慧农业的发展以及区块链技术在金融领域的成功应用，可以证明区块链在农业场景中应用的可行性与有效性。但鲜有论文总结梳理区块链技术与农业研究现状以及利用国内外的文献对研究现状进行对比。因此，本研究检索2016年1月1日至2021年3月30日CNKI和Web of Science核心合集数据库中关于“区块链+农业”交叉领域的中英文文献，并采用CiteSpace软件进行计量分析，得到如下结论：国内外对“区块链+农业”的研究呈现不同的特点，国外学者更加关注利用仿真分析和实证分析方法对农产品质量溯源技术进行阐述;而国内学者更多使用定性方法对“区块链+农业”在农产品溯源、农产品供应链、乡村振兴等方面进行理论分析。并且，国内外学者均关注农产品质量溯源。

同时，在文献分析中可看出已有研究存在的不足：（1）学者对农业中区块链技术的应用仅停留在理论方面，缺乏具体的案例分析;（2）虽有各种区块链应用方案，但真正落地应用并经过时间验证的项目少之又少;（3）缺乏在该领域深耕的学者，大部分学者发文量较少，仅有1～2篇，表明学者对“区块链+农业”未能进行深入、系统的研究。

3.2 研究展望

通过对样本文献的关键词共现图、关键词聚类、时区视图的研究，可看出近年来国内外学者在区块链与农业交叉领域取得了一定的研究成果，在理论框架和系统设计上设想丰富。但这些研究结果大多未经实践证明，研究不够深入。整体而言，研究处于初期阶段，仍然具有广阔的前景。

首先，“区块链+农业”的未来研究可继续在金融领域深入。区块链起源于金融领域，在金融领域的应用研究也较为突出，改变了传统金融交易模式，提高了自动化水平[22]。未来可尝试搭建基于区块链技术的具有统一标准的全国小农贷款平台，并将其在全国推广，打破农业融资约束[23]。

其次，“区块链+农产品溯源”的应用推广。农产品溯源是国内外学者关注的热点，许多互联网公司提供了基于区块链技术的农产品溯源方案。众安科技“步步鸡”[24]、善粮味道的“区块链大农场” [25]、安徽砀山的酥梨[26]等，他们的投入使用可满足消费者对食品透明度的要求，实现从田间到餐桌的透明性[27-29]。基于区块链的农业食品供应链溯源，可以保持交易不可变性和完整性[30]。发生食品安全问题时，区块链技术能够快速发现污染源，有效响应产品故障[12]。Feng[31]提出基于危害分析和关键控制点（HACCP）的区块链食品供应链追溯系统，而危害分析及关键控制点是食品质量保证的重要指标。还有很多学者对不同农产品如大米、蔬菜、水产品、畜产品、茶叶等进行溯源研究。对于农产品质量溯源问题，学者们应思考国家未来如何建设区块链网络基础设施，如何构建行业规范和标准，如何降低成本，扩大区块链技术的应用范围、应用地区，以及相关技术人才的培养。

最后，区块链技术在其他方面的应用研究。学者们可对区块链在供应链、农业政策、农产品电商等方面展开研究[32-35]。李阳等[36]曾根据区块链的信息共享、可追溯等特点提出精准识别扶贫对象，蒋姣丽等[37]将区块链技术用于农机购置补贴的资质鉴定，武宝珠[38]提出将区块链技术用于农产品电商C2M模式，可减少中间流转、降低商品成本。同时，学者们可继续在前人研究基础上进一步深耕，或设想其他应用场景，以助推农业高质量发展，加快农业转型升级。

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（责任编辑：柯文辉）