数字经济赋能粮食体系韧性：作用机理与实证检验

摘要：本文从抵抗能力、适应能力、变革能力三方面构建粮食体系韧性指标体系，理论分析数字经济赋能粮食体系韧性的作用机理，并基于2013-2022年的省级面板数据进行实证检验。结果表明：数字经济对粮食体系韧性具有显著的正向影响；机制分析表明，创新水平是数字经济赋能粮食体系韧性的中介渠道；异质性分析表明，数字经济对中、西部地区粮食体系韧性有着更为显著的提升作用。据此，提出以下建议：聚焦粮食体系韧性变化新特征，深入挖掘并充分释放数字经济的赋能潜力；提升创新水平，培育农业新质生产力；因地制宜制定不同发展战略。

关键词：数字经济 粮食安全 粮食体系韧性 创新水平 新质生产力

一、引言

民为国基，谷为民命。粮食安全犹如国家的命门，是国家建设发展和经济稳定的重要基石，习近平总书记曾以“国之大者”阐明了国家粮食安全的重要性。根据国家统计局数据，2023年全国粮食总产量达到了13908.2亿斤，粮食产量再创新高，口粮安全基本得到保障，但是粮食体系相较其他体系更具脆弱性的特点使得我国粮食安全保障仍然面临着巨大的风险与挑战。环境和水资源等安全领域，国家博弈等政治领域，粮食价格和收入水平等经济领域，性别平等和资源分配等社会领域等等，都影响着粮食安全治理的综合成效，这也决定了粮食体系相较其他体系更具脆弱性的特点。而在当前全球百年未有之大变局的背景下，我国工业化与城镇化的步伐加快，资源短缺、环境污染、创新能力不足、突发公共卫生事件、极端气候频发、国际环境充满变数等，这些因素的叠加对我国粮食产业链供应链造成了严重冲击，使得粮食体系韧性更加脆弱。随着人工智能、大数据等前沿数字技术的发展，数字经济已成为驱动国家经济增长的关键力量与新动能。中央网信办等五部门联合印发的《2023年数字乡村发展工作要点》指出，要强化粮食安全数字化保障，推动粮食全产业链数字化转型、运用数字技术保障国家粮食安全。理论上讲，数字经济正逐步与实体经济实现深度融合，对粮食的生产、流通、消费等环节产生深远影响；实际层面来看，互联网的广泛应用增强了农业信息的获取率，帮助农民减少成本，并据此调整和优化农业种植结构。在此背景下，探究数字经济对粮食体系韧性的作用机理，对于增强粮食体系韧性、维护粮食安全具有重大意义。

二、文献综述

国外对于韧性的研究相对较早，韧性这一概念最初源自于生态学领域。Holling（1973）提出了韧性的定义，他认为这是生态系统在经历外部冲击后所展现的自我调整与恢复能力。Tendall等（2015）创新性地将韧性融入粮食领域，认为韧性是粮食体系在面对风险挑战时所展现出的应对、吸收、修复以及学习的能力。国内关于粮食体系韧性的研究较为有限，且大多是关于影响粮食体系韧性的因素方面。例如，郝爱民等（2022）从数字乡村建设角度检验其对粮食体系韧性的提升作用；王妍霏等（2023）研究发现数字金融对我国粮食体系韧性具有促进作用。另外，还有学者对农业韧性、粮食供应链韧性、粮食安全韧性等方面进行研究，涉及或隐含了粮食体系韧性的重要性。例如，青平等（2023）认为在“双循环”背景下探讨增强我国粮食安全韧性及风险管控能力，兼具理论价值和现实意义。陶亚萍（2023）认为强化粮食供应链韧性不仅是保证粮食安全的重要抓手，也是新时期现代粮食产业发展的关键举措。

通过梳理文献，现有文献可能存在以下不足：一是粮食体系韧性的研究相对薄弱。无论是其内涵还是测算，都有进一步深化和拓展的必要。二是关于数字经济与粮食体系韧性关系的研究尚且不足。尽管数字技术已深入渗透到粮食的生产、流通等环节，但将二者联系起来的研究尤为稀缺。本文边际贡献如下：一是将数字经济与粮食体系韧性联系起来，具有一定的组合创新价值，为实现粮食安全稳定发展提供新的思路。二是从中介效应、异质性分析视角检验数字经济对粮食体系韧性的影响，以提出更具针对性的建议。

三、理论分析与研究假设

本文界定的粮食体系韧性为粮食体系通过内部组织结构的优化调整，所展现出的抵抗外部冲击、快速恢复并转向新路径以实现适应性发展的综合能力，涵盖三个维度：抵抗能力、适应能力、变革能力。抵抗能力是指粮食体系在遭遇冲击时，能够抵抗冲击且自身某一性能仍旧稳定的能力；适应能力指的是粮食体系在遭遇风险冲击时的灵活调整应变，并快速恢复至平稳高效的运行能力；变革能力是指粮食体系在经历冲击后自我革新与提升的能力，寻找优化与升级的路径，增强对未来风险抵御的能力。因此，探究数字经济如何影响粮食体系的抵抗能力、适应能力、变革能力，有助于更加精准地把握数字经济对粮食体系韧性所产生的影响。

（一）数字经济对粮食体系韧性的直接影响

1.数字经济能够提升粮食体系的抵抗能力

一方面，数字经济正成为推动粮食体系数字化转型的关键力量。通过互联网、人工智能、大数据等先进的数字技术，粮食体系正逐步实现与现代化信息技术的深度融合，为其升级与发展注入了强大的数字驱动力，促进了粮食生产效率的提升，优化了流通路径，增强了消费透明度。另一方面，数字经济促进了种植结构优化。数字经济的发展为农户获取市场信息开辟了新途径，打破了传统市场信息流通的障碍，农户得以精准、及时地接收相关信息，减轻了信息不对称及获取困难所带来的困扰，提升了农户预测并应对冲击的能力，使他们能够灵活调整生产要素的投入，优化种植结构，更好地适应气候变化和市场需求的变化，降低了粮食体系固有的自然风险与市场风险。

2.数字经济能够提升粮食体系的适应能力

一方面，通过数据的高效流通与智能分析，粮食生产、加工、流通等各个环节能够实时感知市场动态与消费者需求，实现精准决策与快速响应，构建了一个可以互动、协同的生态系统，增强了对市场的响应能力。基于数据的这种响应能力，使得粮食体系能够灵活应对自然灾害、市场需求等各种外部冲击，及时调整生产结构以及优化资源配置，确保粮食的稳定供应与安全。另一方面，数字经济能够提升农户的数字素养，这不仅意味着农户能够更加熟练地运用数字工具和技术，还可以通过线上学习先进的绿色生产技术，增强他们在高效生产、绿色生产等方面更强的意识，从而增强粮食体系的适应能力。

3.数字经济能够提升粮食体系的变革能力

一方面，数字经济可以促进产业转型升级。在粮食生产端，智能化施肥、精准灌溉等技术的应用不仅提升了生产效率，还催生出了如智慧工业化育种等前沿业态；在粮食的流通与消费端，数字经济也引领了系统整合的新趋势，“农产品电商+物流网络”的深度融合不仅拓宽了销售渠道，还加速了生鲜电商、粮食新零售等新兴业态的发展。另一方面，数字经济可以激发粮食产业群体的创新意识。借助大数据、云计算等前沿技术，粮食产业生产与经营者可以观察市场的趋势，精准把握消费者的需求，探索新的生产经营模式，以满足市场多元化、个性化的需求，激发了整个行业的创新精神。

据此，提出以下假设：

假设1：数字经济能够显著提升粮食体系韧性。

（二）数字经济对粮食体系韧性的间接影响

数字经济能通过创新水平的提升来增强粮食体系韧性。一方面，数字经济以其强大的技术驱动力，成为提升创新水平的关键力量。通过不断研发和应用新的技术，数字经济不仅推动了生产流程的智能化升级，还激发了企业在产品开发、服务模式等多方面的创新潜能，为企业创新提供了强有力的支撑，使得创新活动更加高效精准，从而提升了整体创新水平。另一方面，创新水平能够改进农业生产技术，进而增强粮食体系韧性。随着创新水平的提升，农业生产技术也会有着显著的革新，通过引入先进的种植技术、智能设备以及精准的农业管理系统，不仅提升了粮食生产的稳定性和产量，还能够优化资源配置和降低生产成本，从而增强粮食体系韧性。据此，提出以下假设：

假设2：数字经济通过创新水平提升粮食体系韧性。

四、模型构建、变量选取与数据来源

（一）模型构建

为研究数字经济对粮食体系韧性的影响，构建基准回归模型如下：

其中，i代表省份，t代表时间，rfs表示粮食体系韧性，de表示数字经济，controls表示控制变量，μi为个体固定效应，δt为时间固定效应，εit表示随机误差项。

为考察数字经济对粮食体系韧性的传导机制，构建以技术创新为中介变量的中介效应模型。

其中，inno为中介变量，代表创新水平。

（二）变量选取

1.被解释变量

本文的被解释变量是粮食体系韧性（rfs）。参考郝爱民等（2022）的研究，将粮食体系韧性分为三个维度，18个具体指标，如表1所示。通过熵值法测度粮食体系韧性综合指数。

2.核心解释变量

本文核心解释变量为数字经济（de）。参考王军等（2021）的研究，从数字基础条件、数字产业化、产业数字化三个维度出发，由14个具体指标构建数字经济综合评价指标体系，如表2所示。采用熵值法测度数字经济综合指数。

3.中介变量

选取创新水平（inno）作为中介变量，采用国内发明专利申请授权量来衡量创新水平。为方便实证分析，将创新水平的原始指标除以100进行衡量。

4.控制变量

选取城镇化水平（urb）、地区产业结构（ind）、地区能源结构（ener）、农业机械化水平（aml）作为控制变量。城镇化水平用城镇人口与总人口之比表示；地区产业结构用第二产业与第三产业增加值总和占地区生产总值之比表示；地区能源结构用区域电力消费量与地区生产总值之比表示；农业机械化水平用农业机械总动力与农作物播种面积之比表示。

（三）数据来源

本文所用数据来自国家统计局、EPS数据库以及北京大学数字金融研究中心。对于缺失的个别数据，线性插值法进行补充。

五、实证结果分析

（一）基准回归

经过豪斯曼（Hausman）检验，固定效应模型优于随机效应模型，因此本文选择固定效应模型进行回归，结果如表3（1）-（2）列所示。表3（2）列表示加入控制变量进行回归分析，数字经济（de）的估计系数为0.086，且在1%水平下显著，也即数字经济对粮食体系韧性有着显著的正向影响。据此，假设1得证。

此外，在控制变量方面，城镇化水平的估计系数显著为正，可能的原因是随着农村劳动力转移，农业产业结构进行调整优化，推动农业向规模化和集约化发展，为粮食生产创造了有利条件。地区产业结构的估计系数显著为负，可能的原因是当地区产业结构偏向非农部门，农业部门得不到足够的资源支持，其生产能力和创新能力将受到限制，进而降低粮食体系韧性。地区能源结构的估计系数显著为正，可能的原因是电力能源的稳定供应和充足储备是数字经济赋能粮食体系韧性的基础，能够促进农业的智能化发展，提高粮食生产的精度和效率。农业机械化水平的估计系数显著为正，原因可能是农业机械化通过引入先进的机械设备，提高了农业生产效率，还可以缓解农业劳动力短缺这一问题，从而提升粮食体系韧性。

（二）稳健性检验

本文采用三种方法进行稳健性检验。一是替换核心解释变量，通过主成分分析法重新测算数字经济发展水平。二是缩尾法，为消除异常值对回归结果的影响，对各变量进行双边1%缩尾的处理进行稳健性检验。三是剔除直辖市样本，鉴于直辖市在经济基础、数字基础设施建设等方面优势明显，故去除北京、天津、上海以及重庆的样本重新回归。结果如表3（3）-（5）列所示，数字经济估计系数始终在1%水平显著为正，说明前文结果较为稳健。

（三）作用机制检验

根据前文理论分析，采用创新水平为中介变量，以此研究数字经济对粮食体系韧性产生影响的作用机制，检验结果如表4（1）-（3）列所示。（1）列为基准回归，（2）列分析的是数字经济对创新水平的影响，（3）列将数字经济与创新水平同时纳入考量，分析二者对粮食体系韧性的影响。实证表明，数字经济与创新水平的作用系数均在1%水平上显著为正，说明创新水平在数字经济与粮食体系韧性之间发挥了中介作用。因此，假设2得证。

（四）异质性分析

考虑到各省经济基础、数字经济基础设施等都有着显著的差异，因此数字经济的发展水平也可能存在区域差异，对粮食体系韧性的影响也有所区别。因此，根据地理区位将研究样本划分为东部、中部以及西部地区，分别对这些区域内的样本进行考察和分析，回归结果如表4（4）-（6）列所示：

异质性检验结果表明，不同地理区位的数字经济均能正向影响粮食体系韧性，与全国范围的检验结果一致。数字经济对中、西部地区粮食体系韧性的正向作用系数均在1%水平上显著，可能是由于数字金融的普惠效应和信息高效性弥补了中、西部地区经济、金融发展的短板，促进资源的高效配置和信息的广泛流通，从而对粮食体系韧性的边际贡献较大。数字经济对东部地区的作用系数小于中部以及西部，并且也没有通过显著性检验，可能的原因是东部地区经济基础、数字基础设施建设较好，且倾向于发展第二、三产业，而第二、三产业的快速发展可能引发资源紧张效应，从而制约数字经济发挥赋能效应。

六、结论与建议

（一）研究结论

在数字化及粮食安全战略的背景下，本文阐述了数字经济对粮食体系韧性产生影响的理论逻辑，并进行实证检验，得出以下结论。第一，基准回归结果表明，数字经济能够有效促进粮食体系韧性的提升，且该结论在经过稳健性检验后依然成立。第二，从作用机制看，数字经济可以凭借技术创新的驱动力，有效增强粮食体系韧性。第三，从异质性分析看，数字经济对粮食体系韧性的影响存在区域异质性。

（二）政策建议

根据结论，提出以下建议：

第一，不断优化粮食体系韧性指标体系，深入挖掘并充分释放数字经济的赋能潜力。通过定期搜集与分析关键指标的变化趋势，来观察粮食体系韧性的动态变化，同时，密切关注可能导致粮食体系韧性波动的因素，为制定应对策略提供有力支持。此外，持续探究数字经济如何能够更加有效地为粮食体系韧性赋能，积极寻求新的路径，最大限度地发挥数字经济在提升粮食体系韧性方面的积极作用。

第二，提升创新水平，培育农业新质生产力。基于本土农业资源条件，提升资源利用率，研发与农业资源及其结构相匹配的粮食产业技术。围绕当前粮食作物的生产实际，积极倡导并鼓励对颠覆性技术的研发与探索，开发出能够显著降低对自然资源依赖程度的粮食种植新方法，推动农业生产的进步。着重加强农业技术的转化与应用效率，提升粮食生产的整体效能，让技术创新成为引领农业发展的重要引擎，通过培育具有中国特色的粮食技术创新体系，旨在形成农业领域的新质生产力，确保从源头上筑牢粮食安全的坚实防线。

第三，因地制宜制定不同发展战略。针对各地区数字经济发展现状与粮食生产特性，精准实施资源调配政策，确保数字经济在粮食体系中的应用能够精准对接需求，实现效益最大化。东部地区的数字经济基础较好，但是在提升粮食体系韧性方面的成效尚且不如中、西部，这正是数字经济赋能东部粮食体系韧性的潜力所在。为了挖掘这一潜力，东部地区利用其数字技术优势，寻求与中、西部地区的深度合作，通过跨区域交流合作，不仅可以促进技术与知识的共享，还能在实践中共同探索出创新性的解决方案，推动粮食产业协同发展。

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（作者单位：兰州财经大学经济学院）

责任编辑：李丽君