数字高速公路与绿色农业生产力：来自中国县级面板数据的证据

《Journal of Cleaner Production》：Digital highways and green agricultural productivities: Evidence from county-level panel data in China

　　

邓苏豪|魏倩晴|洪宇|刘贺光

中国农业科学院农业经济与发展研究所，北京，100081，中国

摘要

农业绿色发展对于实现可持续和环保的农业发展至关重要。尽管中国数字化进程迅速，但关于数字基础设施发展如何影响农业绿色转型的实证证据仍然有限。本研究利用2014至2021年间中国1535个县的面板数据，探讨了数字基础设施建设在促进农业绿色转型方面的作用。我们采用超效率SBM–GML模型计算了农业绿色全要素生产率（AGTFP），并将其与OpenCelliD基站数据进行匹配。为了评估数字基础设施对农业绿色生产的影响，我们结合使用了双向固定效应模型、移彩分额IV方法和双重机器学习工具。研究结果表明，数字基础设施发展每提高1%，AGTFP（通过Malmquist指数衡量）就会提高0.023个单位。机制分析显示，这种提升主要通过促进绿色技术创新、地方创业创新和区域协同创新来实现。异质性分析进一步表明，数字基础设施对AGTFP的正面效应在中国西部更为显著，非主要粮食生产区更为明显，而在沿海地区则不显著。这些发现为通过扩大数字基础设施来加速农业绿色转型提供了实证支持，并为可持续农业政策制定提供了实际指导。

引言

农业对全球粮食安全和农村生计至关重要，约占全球国内生产总值（GDP）的4%，在许多发展中国家中占比更高。然而，当代农业食品系统对地球资源造成了巨大压力：它们产生了大约四分之一到三分之一的全球人为温室气体排放，使用了全球近一半的宜居土地，占淡水取水量的约70%，并导致了近80%的营养物富营养化问题。认识到农业既是粮食供应者又是环境变化的推动力，2030年可持续发展议程明确要求实现可持续的粮食生产和气候行动，将具有韧性的低碳农业置于全球转型路径的核心位置。因此，从欧盟到北美等主要经济体，以及新兴经济体都在调整其农业政策，朝着绿色、低碳和资源高效的方向转型。

近几十年来，中国面临着既要保障大量人口的食物供应，又要减少集约化农业发展带来的气候和环境外部性这一双重挑战（Lu等人，2015年）。在严重的土地和水资源限制下，粮食安全主要依靠高投入的生产方式实现，如大量使用化肥和农药、广泛使用塑料薄膜覆盖（Sun等人，2020年；Zhang等人，2022年）、过度抽取地下水（Shang等人，2025年），以及快速推广基于化石燃料的机械化（Lu等人，2024年，Lu等人，2024年）。这些方法提高了产量，但也带来了巨大的环境成本。农业被认为是水体中氮和磷排放的主要来源，化肥施用量仍高达约400公斤/公顷。农业活动还显著增加了国家温室气体排放，许多湖泊和河流仍存在富营养化问题（Janssen等人，2021年；Li等人，2021年）。随着额外化学物质和能源投入的边际收益下降而环境成本上升，出现了日益严重的“绿色赤字”（Norse和Ju，2015年；Sharafi等人，2025年）。因此，提高农业绿色全要素生产率（AGTFP），即在不增加化学投入、化石能源消耗和相关污染的情况下增加农业产出，对于协调长期粮食安全与环境可持续性变得至关重要。

关于农业绿色发展的现有研究在概念框架（Gastó等人，2009年；Knickel等人，2017年）、测量方法（Rodríguez Sousa等人，2020年；Chen等人，2021年，2022年）和转型路径（Huang等人，2015年；Acampora等人，2023年；Nsabiyeze等人，2024年；Villanueva等人，2025年）方面提供了大量见解。最近，越来越多的文献开始探讨数字化与农业绿色绩效之间的关系（Lin和Li，2023年），表明数字基础设施可能提高农业生态效率或AGTFP（Lin和Meng，2023年；Zhao和Dong，2025年；Zhao等人，2025年）。

另一部分文献指出，数字连接的绿色价值不仅在于提高生产力，还在于其抑制有害投入使用的潜力（Wang等人，2022年；Ji等人，2023年；Lun等人，2024年）。农场层面的证据表明，信息和通信技术（ICT）的接入可以改善肥料管理效率（Cai等人，2024年），并鼓励使用更可持续的投入（Li等人，2024年，Li等人，2024年，Li等人，2024年），但其对农药使用的影响似乎因具体情境而异（Cai等人，2024年）。相关研究还表明，互联网使用和数字推广可以通过提高信息获取、增强农民对风险-回报权衡的理解、提升生态意识以及减少改进措施所带来的不确定性，促进农民采用节肥和其他生态农业技术（Li等人，2024年；Yang等人，2024年）。县级关于农村电子商务的证据也表明，数字连接可以显著减少化肥使用量。然而，这些证据分散在涉及ICT、互联网使用、智能手机和电子商务的各类研究中（Ji等人，2023年；Cai等人，2024年），主要集中在特定技术、行为采纳（Lu等人，2024年）或单一污染物上，而没有涵盖AGTFP所揭示的更广泛的生产力后果。此外，效果并不总是积极的，一些研究发现智能手机接入对农药或农用化学品使用的影响具有异质性甚至双重性。这意味着，除非数字连接能够提高要素使用的精确度、时机和规范性，否则它不会自动转化为绿色转型（Lin和Li，2023年；Xie等人，2024年）。

然而，与数字化驱动的非农业部门绿色转型的相对丰富的研究相比（Wang等人，2023年；Wang等人，2023年；Wang等人，2023年；Xie等人，2024年），将数字化转型与农业绿色转型联系起来的文献仍然有限（Peng等人，2024年）。大多数现有文献依赖于广泛的数字化综合指标（Lu等人，2024年）、数字经济（Lin等人，2025年）和农村数字发展（Jiang等人，2024年），因此未能明确识别数字基础设施本身的作用，即支持信息流动、数据传输和精准技术在农业生产中应用的基础连接条件。

这些差距凸显了对数字基础设施如何增强农业绿色生产的作用机制和程度的系统研究的必要性。为了解决这些问题，本研究考察了数字基础设施发展对农业绿色转型的影响，采用双向固定效应（TWFE）模型来量化数字基础设施对AGTFP的影响，以中国1535个县2014至2021年的面板数据作为案例研究。

本研究在三个方面做出了贡献。首先，它打破了使用“宽带中国”试点政策作为数字基础设施代理的常规做法，而是基于OpenCelliD数据库构建了一个更直接的衡量标准，从而更精确地捕捉了县层面的数字基础设施实际发展情况。其次，本研究将数字基础设施的讨论从一般经济和生产力效应扩展到农业绿色转型领域，特别关注其对AGTFP的影响。第三，本研究采用了相对先进的IV方法，即移彩分额IV策略来处理潜在的内生性问题。

章节摘录

数字基础设施发展与农业绿色转型

从多个角度可以理论分析数字基础设施对农业绿色转型的影响。从资源配置的角度来看，数字基础设施作为数字经济在农业绿色转型中的核心组成部分，主要体现在数字经济的替代、整合、渗透和匹配效应上，有效提升了资源要素的配置效率（Li和Wang，2025年），

数据来源

本研究使用的县级面板数据主要来源于以下来源：中国县（市）社会经济统计年鉴、中国区域经济统计年鉴、国家经济社会发展统计公报（针对各个县级城市）、OpenCelliD数据库、中国国家知识产权局、中国工商企业注册数据库以及中国国家统计局。这些数据涵盖了

基准回归

表2报告了数字基础设施对AGTFP影响的估计结果。第（1）列和第（2）列分别展示了汇总普通最小二乘法估计的结果，其中第（1）列排除了控制变量，第（2）列包括了控制变量。第（3）列和第（4）列展示了TWFE模型的结果，第（3）列未包括控制变量，第（4）列包括了所有控制变量。无论是否包含控制变量，数字

结论与政策建议

在资源和环境约束日益严格的背景下，促进生产要素的高效和集约化使用以及加速农业绿色转型已成为中国迫切需要的农业绿色转型的关键任务。本研究探讨了通过建设数字基础设施是否以及通过何种机制能够提高AGTFP，从而增强农业绿色转型。

CRediT作者贡献声明

邓苏豪：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，软件开发，方法论设计，数据分析，概念构建。魏倩晴：撰写 – 原稿，数据收集。洪宇：撰写 – 审稿与编辑，方法论设计，概念构建。刘贺光：项目管理，资金筹措。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了中国农业科学院农业科技创新计划（10-IAED-04-2026；CAAS-CSAERD-202402）和中央公益性科研机构基础研究基金（1610052026016）的资助。