數字賦能生態農業的耦合協調分析
——以長沙市為例

李鑫雯 李湘玲

(吉首大學商學院，湖南 吉首 416000)

引言

隨著數字技術的不斷發展和經濟活動的顯著數字化轉型，許多新的業態和商業模式應運而生?！吨袊鴶底纸洕l展白皮書(2022)》認為，中國農業正在穩步推進數字化轉型，通過深入進行智慧農業和智能農機關鍵技術的攻關和創新應用研究，5G、物聯網、大數據、人工智能等數字技術正在與農業生產經營緊密結合，實現農業的智能化和高效化?！吨泄仓醒雵鴦赵宏P于做好2022年全面推進鄉村振興重點工作的意見》中再次強調，推進數字化鄉村建設，無論是智慧農業、數字化治理，還是平臺經濟等，都要把數字作為新的生產力要素，讓數字經濟在各條線的工作中發揮應有的作用?！稗r業也應該有農業4.0，數字化生態經濟就是農業的4.0”。因此，數字經濟賦能生態農業將給農業生產帶來新的活力。

1 文獻綜述

自葉謙吉1932年首次將生態農業概念引入我國農業領域以來，我國學者在生態農業的探索上不斷取得新突破。生態農業是在強調人與自然和諧共生的基礎上，注重將傳統農業精華和現代化技術相結合的農業體系。通過比較南北方生產方式的差異，高靖強調地域性的影響，指出生態農業常具有地域特色，這與區位、種植習慣和經濟發展水平等因素密切相關。生態農業有著綜合性、多樣性、高效性和持續性等特點，尤其是在多樣性和持續性上與數字經濟的賦能有著天然的契合點。數字經濟的發展，對生態農業產業鏈的各個環節提供了可能的優化空間，并推動生態農業向更高效、可持續的方向發展。郭晗認為，數字經濟催生大量新模式、新業態、新產業、新技術，將產業數據與產業農業實體互補優化、結合增值，挖掘出農業企業的新商機和新價值，為生態農業發展提供強大助益。數字經濟還能夠推動生態農業與其他行業的融合，包括科技創新如農業機器人和智能無人機的應用，以及農業與物流、金融、保險等領域的合作，進一步提升生態農業的競爭力。劉楊等研究表明，數字技術在降低農業碳排放中的作用也不容忽視，數字技術對生態農業，特別是低碳環保農業發展具有重要推動作用。

盡管數字化技術在推動生態農業發展方面具有明顯的優勢，但其也面臨著一系列挑戰和問題。王軼鶴指出，城鄉之間和不同地區之間存在技術和資源的不均等分配問題，農戶對于新技術的接受程度和應用能力差異也可能加劇這種不平等。此外，數字技術的應用也可能對環境產生負面影響，如數據中心的能源消耗和電子設備的廢棄問題。因此，必須認識到數字化農業發展中的不平等和環境可持續性問題。為了克服這些難題，朱欣茹強調，需要針對不同問題提出具體解決方案；要解決技術和資源不均等分配問題，可以考慮通過政策支持和基礎設施建設，確保數字技術在農村地區廣泛普及，并提供培訓和技術支持，以幫助農戶更好地應用新技術。針對技術復雜性和高昂的前期投入，牛亞麗建議優化技術，并采取降低成本的措施；這包括推動技術的創新與進步，降低設備和系統的價格，以及建立數字化農業合作社或聯盟，分享資源和減輕農戶的經濟負擔。許竹青認為，構建完善的農業數據平臺和提高數字安全性水平是加快數字經濟協同農業生產的重要舉措；通過確保農業數據的收集、管理和分析具有高度的安全性和隱私保護，可以增加農戶對數字化技術的信任和接受程度。此外，Urs Niggli主張通過互聯網研究新型種植模式和農業廢棄物高質量循環利用等方式，來提高生態農業與有機農業的產量和可持續性。

2 區域簡介

長沙市作為湖南省的省會城市，屬亞熱帶季風氣候，盛產水稻等多種農作物，是中國重要的糧食生產基地。伴隨著全國首批“千兆城市”的全面建成，近年來在生態農業與數字經濟的整合發展上取得了重要成就。長沙市農業農村局于2020年提出了“智慧農業農村”的初步設計方案，并在望城區進行了數字農業的試點工作，同時在長沙縣開始實踐“區塊鏈+智慧村莊”的創新模式，并于2021年提出著力培育22條產業鏈，其中就包含農業產業鏈。通過這些實踐，長沙市利用新一代的信息技術，如互聯網、大數據和區塊鏈等，全面提升了農業生產效率和農產品質量。此外，長沙市也進一步調整農業結構，大力發展綠色有機農業，注重提升農產品品質，引導農民積極參與綠色生產，全面推進農業綠色轉型。

3 指標選取與數字來源

3.1 指標選取

為了合理分析數字經濟與生態農業的耦合協調水平，指標要盡可能系統地反映長沙市數字經濟化和生態農業發展狀況，并充分考慮數據的代表性和可獲得性。本文通過考察地區互聯網發展水平的方式完成對數字經濟的測度，參考《全球數字經濟競爭力發展》報告中的模式，從數字基礎建設、數字惠普金融和數字經濟人才培養3個維度，選取8項指標構建數字經濟測度指標體系，并選取15個生態農業指標來體現長沙市該產業的發展狀況，構成了長沙市數字經濟與生態農業的指標體系，見表1。

表1 長沙市數字經濟與生態農業的指標體系

其中，數字基礎設施作為數字經濟的核心基石，選用互聯網寬帶接入端口、移動電話普及率和光纜線路長度進行綜合考評。數字惠普金融作為互聯網技術和金融行業融合的新產物，有助于縮小城鄉差距，創造良好的金融環境，參考北京大學數字惠普金融指數，從覆蓋廣度、使用深度和數字化水平3方面衡量。強化人才培養是數字經濟發展的核心驅動，采取對碩士以上畢業人數、普通高等學校畢(結)業來總體評價。

參考侯有信對阜陽市現代生態農業的研究，將生態農業從經濟效益、社會效益和生態效益3個維度進行把握。經濟效益是產業創新的核心動能，選取農林牧漁總產值、農業增加值和農村居民人均可支配收入等作為考評因素。鞏固社會效益是最直觀的福利表現，從城鎮化水平、人口自然增長率及農村恩格爾系數來評價。生態效益作為生態農業可持續發展的驅動因素，將從年降水量指數、綠化覆蓋面積等具體衡量。

3.2 數據來源

本研究使用的數字經濟數據來源于長沙統計年鑒，數字普惠金融指數來源于北京大學數字金融研究中心，生態農業數據主要來源于《湖南省環境質量狀況公報》《長沙市政府工作報告》和長沙市以及各縣區的國民經濟和社會發展統計公報、政府網站等。鑒于數字經濟相關指標的可得性，本研究選取樣本的時間跨度為2015—2019年。

4 長沙市數字賦能生態農業化轉型的影響效應和耦合作用測度

分別運用熵值法和耦合協調模型，對長沙市數字經濟對生態農業的影響效應和耦合度進行測度，檢驗各指標間相互聯系的關鍵要素和共性問題，為數字化賦能生態農業提供實證分析。

4.1 熵值法

4.1.1 熵值法模型介紹

熵值法屬于客觀賦權方法的一種，通過發掘出各指標數據中隱含的信息，從而實現對系統進行綜合評價。本文參考楊麗等研究，計算方法如下。

標準化處理，為了消除數據之間的差異對綜合評價結果造成的影響，分別對正負向指標進行標準化處理，具體見式(1)、式(2)。

正向指標：

(1)

負向指標：

(2)

計算第j項指標的信息效用值dj，公式：

(3)

(4)

dj=1-ej

(5)

計算評價指標權重及綜合評價值，公式：

(6)

(7)

式中，Qi表示第i個城市的綜合評價值；n表示指標的個數。

4.1.2 各數據標準化處理和指標賦值

依據建立的指標體系，采用熵值法計算出2015—2019年長沙市數字經濟和生態農業發展水平各指標權重和綜合分數。該得分越大，說明長沙市數字經濟和生態農業發展水平越高，反之就越低。各指標賦權情況如表2所示。

表2 長沙市數字經濟與生態農業發展水平評價指標賦權情況

由表2可知，在長沙市數字經濟發展的8個二級指標中，權重最高的分別是碩士以上畢業人數、數字化水平、數字普惠金融覆蓋廣度和移動電話普及率等。在3個一級指標中，權重最大的是數字普惠金融(0.39)，其次是數字經濟人才培養(0.31)，這表明數字普惠金融和數字經濟人才培養在長沙市數字經濟發展過程中有著顯著的作用。同時在一級指標中，數字基礎建設的權重較低(0.29)，表明長沙市在發展數字經濟的過程中，對互聯網接口建設、移動電話普及和光纜線路的拓展方面還存在不足。

在長沙市生態農業建設的15個指標中[10]，二級權重較高的分別為總播種面積、農村的恩格爾系數、農業增加值等。在3個一級指標中，生態效益(0.28)和社會效益(2.27)的權重較低，表明在生態農業的發展過程中側重于經濟效益，在以城市化水平建設為代表的社會效益和農產品生產過程中農藥使用、灌溉面積等生態方面還存在很大的提升空間。

4.1.3 長沙市數字經濟和生態農業的發展趨勢

根據熵值法的測量結果，得出長沙市數字經濟和生態農業發展水平2015—2019年的綜合得分，見圖1。

圖1 長沙市數字經濟與生態農業發展水平的演變趨勢

從圖1可以看出，長沙市的數字經濟發展水平在2015—2019年持續增長，且在2016—2017年增長速度最快，增長幅度達到160%。2016年長沙市躋身十大“互聯網+”城市，這順應了數字經濟發展的時代特征，也表明了長沙市的數字經濟發展具有很強的優勢。但是從生態農業綜合值來看，2015—2017年呈現增長趨勢，但2017年后呈現下降趨勢，從0.6下降到0.4，下降了33%。2018年長沙市生態農業產業得到了快速提升，增長了80%。

4.2 耦合協調度模型

4.2.1 耦合協調度模型介紹

該模型把研究重點聚焦于復雜的內外耦合關系，以便把握發展趨勢。為了衡量數字經濟對生態農業的影響程度，本文借鑒胡樹林等研究方法，構建了修正后的數字經濟與生態農業發展的耦合度測度模型，公式：

(8)

(9)

式中，C為數字經濟與生態農業的耦合度，數值越大表明數字經濟與生態農業2個體系越能和諧發展；D表示數字經濟與生態農業的耦合協調度，D值越接近于1則表示數字經濟與生態農業的協調發展程度越高。

4.2.2 耦合協調度測度

根據已有研究成果，本文依據耦合協調度協調標準，對長沙市2015—2019年數字經濟與生態農業的耦合協調程度進行可視化分析，如表3所示。

表3 長沙市數字經濟與生態農業發展水平的耦合度分析

分析可知，長沙市2015—2016年均處于一個失調階段，2017年開始突破失調瓶頸，2年穩定在勉強協調區間，至2019年開始穩步發展，耦合協調度達到0.6。這表明數字經濟發展伊始并不能與生態農業進行良好的銜接，伴隨著長沙市“互聯網+”城市的逐步建設和網絡與農業的不斷磨合，數字經濟賦能生態農業相互作用越強。由此可見，長沙市的數字經濟與生態農業的協調度不斷上升，呈現一個良性的發展趨勢。

5 結論與建議

5.1 結論

通過分析長沙市2015—2019年的數字經濟和生態農業發展狀況及耦合協調度水平，可以得出以下結論。長沙市數字普惠金融水平和數字人才實力等因素比較突出，但基礎設施的建設發展較為滯后，沒有跟上本市數字經濟發展的節奏，特別是互聯網寬帶接入端口數量和光纜線路的建設仍有較大的發展空間；數字經濟和生態農業的發展方向在2019年前并不穩定，特別是2017—2018年兩產業呈現出相反的發展趨勢，生態農業未能很好地順應數字經濟潮流，發展存在阻力，出現短期的下降；長沙市數字賦能生態農業轉型，應用落地加快，兩產業的相互作用程度提高，伴隨著協調度的持續穩定增長，數字經濟將更好地賦能生態農業發展。

5.2 建議

5.2.1 加快數字基礎設施建設

優先布局新型數字基礎設施，加大數字產業的發展，夯實促進生態農業發展的基礎。結合長沙市數字基礎建設的短板，提高區縣互聯網寬帶分布密度，加大光纜遍布范圍，強化集成電路，強化數字化“供需”的匹配程度。

5.2.2 提高企業創新意識

加強企業的創新主體意識，加大數字化農業生產的人才、科技資本投入，主動培養一批“互聯網+農業”的復合型人才，并以龍頭農業企業為主體，積累數字賦能成功經驗，將成果輻射到基層農戶的實踐中。

5.2.3 強化數字經濟對生態農業的賦能

進一步加強數字經濟與生態農業的協同發展，通過建立數字農業數據平臺，促進數字經濟與生態農業的深度融合。該數據平臺將為農業生產提供實時數據和智能決策支持，有助于農業資源的合理配置和農產品質量的提高。同時，積極推動數字技術在生態農業中的創新應用，如智能農機的使用、農業物聯網的建設等，進一步提升生態農業的產業鏈供應鏈韌性。這樣的舉措將有助于加快數字經濟對生態農業的賦能過程，推動兩產業的共同發展。