数字赋能生态农业的耦合协调分析——以长沙市为例

李鑫雯 李湘玲

(吉首大学商学院，湖南 吉首 416000)

引言

随着数字技术的不断发展和经济活动的显著数字化转型，许多新的业态和商业模式应运而生。《中国数字经济发展白皮书(2022)》认为，中国农业正在稳步推进数字化转型，通过深入进行智慧农业和智能农机关键技术的攻关和创新应用研究，5G、物联网、大数据、人工智能等数字技术正在与农业生产经营紧密结合，实现农业的智能化和高效化。《中共中央国务院关于做好2022年全面推进乡村振兴重点工作的意见》中再次强调，推进数字化乡村建设，无论是智慧农业、数字化治理，还是平台经济等，都要把数字作为新的生产力要素，让数字经济在各条线的工作中发挥应有的作用。“农业也应该有农业4.0，数字化生态经济就是农业的4.0”。因此，数字经济赋能生态农业将给农业生产带来新的活力。

1 文献综述

自叶谦吉1932年首次将生态农业概念引入我国农业领域以来，我国学者在生态农业的探索上不断取得新突破。生态农业是在强调人与自然和谐共生的基础上，注重将传统农业精华和现代化技术相结合的农业体系。通过比较南北方生产方式的差异，高靖强调地域性的影响，指出生态农业常具有地域特色，这与区位、种植习惯和经济发展水平等因素密切相关。生态农业有着综合性、多样性、高效性和持续性等特点，尤其是在多样性和持续性上与数字经济的赋能有着天然的契合点。数字经济的发展，对生态农业产业链的各个环节提供了可能的优化空间，并推动生态农业向更高效、可持续的方向发展。郭晗认为，数字经济催生大量新模式、新业态、新产业、新技术，将产业数据与产业农业实体互补优化、结合增值，挖掘出农业企业的新商机和新价值，为生态农业发展提供强大助益。数字经济还能够推动生态农业与其他行业的融合，包括科技创新如农业机器人和智能无人机的应用，以及农业与物流、金融、保险等领域的合作，进一步提升生态农业的竞争力。刘杨等研究表明，数字技术在降低农业碳排放中的作用也不容忽视，数字技术对生态农业，特别是低碳环保农业发展具有重要推动作用。

尽管数字化技术在推动生态农业发展方面具有明显的优势，但其也面临着一系列挑战和问题。王轶鹤指出，城乡之间和不同地区之间存在技术和资源的不均等分配问题，农户对于新技术的接受程度和应用能力差异也可能加剧这种不平等。此外，数字技术的应用也可能对环境产生负面影响，如数据中心的能源消耗和电子设备的废弃问题。因此，必须认识到数字化农业发展中的不平等和环境可持续性问题。为了克服这些难题，朱欣茹强调，需要针对不同问题提出具体解决方案；要解决技术和资源不均等分配问题，可以考虑通过政策支持和基础设施建设，确保数字技术在农村地区广泛普及，并提供培训和技术支持，以帮助农户更好地应用新技术。针对技术复杂性和高昂的前期投入，牛亚丽建议优化技术，并采取降低成本的措施；这包括推动技术的创新与进步，降低设备和系统的价格，以及建立数字化农业合作社或联盟，分享资源和减轻农户的经济负担。许竹青认为，构建完善的农业数据平台和提高数字安全性水平是加快数字经济协同农业生产的重要举措；通过确保农业数据的收集、管理和分析具有高度的安全性和隐私保护，可以增加农户对数字化技术的信任和接受程度。此外，Urs Niggli主张通过互联网研究新型种植模式和农业废弃物高质量循环利用等方式，来提高生态农业与有机农业的产量和可持续性。

2 区域简介

长沙市作为湖南省的省会城市，属亚热带季风气候，盛产水稻等多种农作物，是中国重要的粮食生产基地。伴随着全国首批“千兆城市”的全面建成，近年来在生态农业与数字经济的整合发展上取得了重要成就。长沙市农业农村局于2020年提出了“智慧农业农村”的初步设计方案，并在望城区进行了数字农业的试点工作，同时在长沙县开始实践“区块链+智慧村庄”的创新模式，并于2021年提出着力培育22条产业链，其中就包含农业产业链。通过这些实践，长沙市利用新一代的信息技术，如互联网、大数据和区块链等，全面提升了农业生产效率和农产品质量。此外，长沙市也进一步调整农业结构，大力发展绿色有机农业，注重提升农产品品质，引导农民积极参与绿色生产，全面推进农业绿色转型。

3 指标选取与数字来源

3.1 指标选取

为了合理分析数字经济与生态农业的耦合协调水平，指标要尽可能系统地反映长沙市数字经济化和生态农业发展状况，并充分考虑数据的代表性和可获得性。本文通过考察地区互联网发展水平的方式完成对数字经济的测度，参考《全球数字经济竞争力发展》报告中的模式，从数字基础建设、数字惠普金融和数字经济人才培养3个维度，选取8项指标构建数字经济测度指标体系，并选取15个生态农业指标来体现长沙市该产业的发展状况，构成了长沙市数字经济与生态农业的指标体系，见表1。

表1 长沙市数字经济与生态农业的指标体系

其中，数字基础设施作为数字经济的核心基石，选用互联网宽带接入端口、移动电话普及率和光缆线路长度进行综合考评。数字惠普金融作为互联网技术和金融行业融合的新产物，有助于缩小城乡差距，创造良好的金融环境，参考北京大学数字惠普金融指数，从覆盖广度、使用深度和数字化水平3方面衡量。强化人才培养是数字经济发展的核心驱动，采取对硕士以上毕业人数、普通高等学校毕(结)业来总体评价。

参考侯有信对阜阳市现代生态农业的研究，将生态农业从经济效益、社会效益和生态效益3个维度进行把握。经济效益是产业创新的核心动能，选取农林牧渔总产值、农业增加值和农村居民人均可支配收入等作为考评因素。巩固社会效益是最直观的福利表现，从城镇化水平、人口自然增长率及农村恩格尔系数来评价。生态效益作为生态农业可持续发展的驱动因素，将从年降水量指数、绿化覆盖面积等具体衡量。

3.2 数据来源

本研究使用的数字经济数据来源于长沙统计年鉴，数字普惠金融指数来源于北京大学数字金融研究中心，生态农业数据主要来源于《湖南省环境质量状况公报》《长沙市政府工作报告》和长沙市以及各县区的国民经济和社会发展统计公报、政府网站等。鉴于数字经济相关指标的可得性，本研究选取样本的时间跨度为2015—2019年。

4 长沙市数字赋能生态农业化转型的影响效应和耦合作用测度

分别运用熵值法和耦合协调模型，对长沙市数字经济对生态农业的影响效应和耦合度进行测度，检验各指标间相互联系的关键要素和共性问题，为数字化赋能生态农业提供实证分析。

4.1 熵值法

4.1.1 熵值法模型介绍

熵值法属于客观赋权方法的一种，通过发掘出各指标数据中隐含的信息，从而实现对系统进行综合评价。本文参考杨丽等研究，计算方法如下。

标准化处理，为了消除数据之间的差异对综合评价结果造成的影响，分别对正负向指标进行标准化处理，具体见式(1)、式(2)。

正向指标：

(1)

负向指标：

(2)

计算第j项指标的信息效用值dj，公式：

(3)

(4)

dj=1-ej

(5)

计算评价指标权重及综合评价值，公式：

(6)

(7)

式中，Qi表示第i个城市的综合评价值；n表示指标的个数。

4.1.2 各数据标准化处理和指标赋值

依据建立的指标体系，采用熵值法计算出2015—2019年长沙市数字经济和生态农业发展水平各指标权重和综合分数。该得分越大，说明长沙市数字经济和生态农业发展水平越高，反之就越低。各指标赋权情况如表2所示。

表2 长沙市数字经济与生态农业发展水平评价指标赋权情况

由表2可知，在长沙市数字经济发展的8个二级指标中，权重最高的分别是硕士以上毕业人数、数字化水平、数字普惠金融覆盖广度和移动电话普及率等。在3个一级指标中，权重最大的是数字普惠金融(0.39)，其次是数字经济人才培养(0.31)，这表明数字普惠金融和数字经济人才培养在长沙市数字经济发展过程中有着显著的作用。同时在一级指标中，数字基础建设的权重较低(0.29)，表明长沙市在发展数字经济的过程中，对互联网接口建设、移动电话普及和光缆线路的拓展方面还存在不足。

在长沙市生态农业建设的15个指标中[10]，二级权重较高的分别为总播种面积、农村的恩格尔系数、农业增加值等。在3个一级指标中，生态效益(0.28)和社会效益(2.27)的权重较低，表明在生态农业的发展过程中侧重于经济效益，在以城市化水平建设为代表的社会效益和农产品生产过程中农药使用、灌溉面积等生态方面还存在很大的提升空间。

4.1.3 长沙市数字经济和生态农业的发展趋势

根据熵值法的测量结果，得出长沙市数字经济和生态农业发展水平2015—2019年的综合得分，见图1。

图1 长沙市数字经济与生态农业发展水平的演变趋势

从图1可以看出，长沙市的数字经济发展水平在2015—2019年持续增长，且在2016—2017年增长速度最快，增长幅度达到160%。2016年长沙市跻身十大“互联网+”城市，这顺应了数字经济发展的时代特征，也表明了长沙市的数字经济发展具有很强的优势。但是从生态农业综合值来看，2015—2017年呈现增长趋势，但2017年后呈现下降趋势，从0.6下降到0.4，下降了33%。2018年长沙市生态农业产业得到了快速提升，增长了80%。

4.2 耦合协调度模型

4.2.1 耦合协调度模型介绍

该模型把研究重点聚焦于复杂的内外耦合关系，以便把握发展趋势。为了衡量数字经济对生态农业的影响程度，本文借鉴胡树林等研究方法，构建了修正后的数字经济与生态农业发展的耦合度测度模型，公式：

(8)

(9)

式中，C为数字经济与生态农业的耦合度，数值越大表明数字经济与生态农业2个体系越能和谐发展；D表示数字经济与生态农业的耦合协调度，D值越接近于1则表示数字经济与生态农业的协调发展程度越高。

4.2.2 耦合协调度测度

根据已有研究成果，本文依据耦合协调度协调标准，对长沙市2015—2019年数字经济与生态农业的耦合协调程度进行可视化分析，如表3所示。

表3 长沙市数字经济与生态农业发展水平的耦合度分析

分析可知，长沙市2015—2016年均处于一个失调阶段，2017年开始突破失调瓶颈，2年稳定在勉强协调区间，至2019年开始稳步发展，耦合协调度达到0.6。这表明数字经济发展伊始并不能与生态农业进行良好的衔接，伴随着长沙市“互联网+”城市的逐步建设和网络与农业的不断磨合，数字经济赋能生态农业相互作用越强。由此可见，长沙市的数字经济与生态农业的协调度不断上升，呈现一个良性的发展趋势。

5 结论与建议

5.1 结论

通过分析长沙市2015—2019年的数字经济和生态农业发展状况及耦合协调度水平，可以得出以下结论。长沙市数字普惠金融水平和数字人才实力等因素比较突出，但基础设施的建设发展较为滞后，没有跟上本市数字经济发展的节奏，特别是互联网宽带接入端口数量和光缆线路的建设仍有较大的发展空间；数字经济和生态农业的发展方向在2019年前并不稳定，特别是2017—2018年两产业呈现出相反的发展趋势，生态农业未能很好地顺应数字经济潮流，发展存在阻力，出现短期的下降；长沙市数字赋能生态农业转型，应用落地加快，两产业的相互作用程度提高，伴随着协调度的持续稳定增长，数字经济将更好地赋能生态农业发展。

5.2 建议

5.2.1 加快数字基础设施建设

优先布局新型数字基础设施，加大数字产业的发展，夯实促进生态农业发展的基础。结合长沙市数字基础建设的短板，提高区县互联网宽带分布密度，加大光缆遍布范围，强化集成电路，强化数字化“供需”的匹配程度。

5.2.2 提高企业创新意识

加强企业的创新主体意识，加大数字化农业生产的人才、科技资本投入，主动培养一批“互联网+农业”的复合型人才，并以龙头农业企业为主体，积累数字赋能成功经验，将成果辐射到基层农户的实践中。

5.2.3 强化数字经济对生态农业的赋能

进一步加强数字经济与生态农业的协同发展，通过建立数字农业数据平台，促进数字经济与生态农业的深度融合。该数据平台将为农业生产提供实时数据和智能决策支持，有助于农业资源的合理配置和农产品质量的提高。同时，积极推动数字技术在生态农业中的创新应用，如智能农机的使用、农业物联网的建设等，进一步提升生态农业的产业链供应链韧性。这样的举措将有助于加快数字经济对生态农业的赋能过程，推动两产业的共同发展。