粮食安全挑战巨大 数字乡村建设如何赋能粮食体系韧性?
来源:华南农业大学学报 更新时间:2022-10-12

农业是百业之基,粮食是立足之本。2021年,我国粮食播种面积同比增长0.7%,粮食生产持续迈上新台阶,为粮食安全保障提振了信心。但不可否认的是,尽管我国粮食总产量已连续7年(2015—2021)超6.5亿吨,但粮食安全保障同样面临巨大挑战。一个突出的表现是,我国粮食生产效率与发达农业国家相比还存在较大差距,且在突发事件频发、资源约束趋紧、国际市场波动等多重风险挑战下,粮食生产面临的潜在压力和冲击日益凸显。2020年新型冠状病毒疫情的发生,就暴露了粮食体系在冲击应对中的脆弱性。疫情冲击下各国限制粮食出口,引致国际粮价剧烈波动,给全球粮食供应链带来沉重打击。粮食生产的外部性增强,引发了全球数十亿人的粮食安全问题。低收入国家和底层贫困群体受害尤深,至少1.55亿人陷入粮食不安全状况。理想情况下,我国现有的农业粮食体系能够供应充足、安全的粮食。但如果出现全球粮食危机,在产出下降、物流停摆的情况下,我国将面临粮食安全问题的巨大压力,于长期依赖进口的粮食作物而言更是如此。在此情境下,粮食安全的内涵已不仅仅局限于粮食总产量,粮食体系亟须向更有韧性的方向转型。2021年11月18日,习近平总书记主持召开中共中央政治局会议,强调“要增强产业韧性和抗冲击能力……确保粮食安全”。由此可见,构建一个自主可控且能够有效防范、应对风险冲击的创新性农业系统,已成为复杂形势下粮食安全的基础保障,而这也正是粮食体系韧性培育的重要内涵。为此,探索强化粮食体系韧性的驱动机理和政策优化路径,为形成粮食安全长效保障机制提供理论指导和经验借鉴,无疑具有重要现实意义。

受粮食产业特征的影响,我国在培育粮食体系韧性方面提供了重要的制度安排和政策工具箱,如资源储备(藏粮于地)、技术储备(藏粮于技)、粮食及战略物资储备(国家粮食储备管理局、中储粮管理总公司)、外汇储备以及农业贸易多元化等,均为粮食安全系统的韧性构建提供了政策导向。在技术储备中,伴随着数字技术向农业农村领域的扩散,数字乡村建设有望被用作新的制度安排来帮助提升粮食体系韧性。参照《数字乡村发展战略纲要》的定义,数字乡村建设是通过网络化、信息化和数字化在农业农村经济社会发展中的应用,推动农业农村现代化转型的过程。已有研究指出,数字技术在农业农村领域的应用,有利于提升农民种粮积极性,对农民增收、农业增效和乡村振兴具有重要影响。因此,数字工具在粮食体系韧性培育中可能具有重要潜力,这也为本文研究的开展提供了指引。

通过文献梳理发现,已有研究可能存在两个不足:一是韧性理念虽已成为粮食安全领域的重要议题,但相关成果主要集中在国外,国内粮食体系韧性相关研究尚未建立起系统完善的本土化的理论体系。针对中国粮食体系韧性系统评估和影响因素的专门研究仍十分匮乏。事实上,新中国成立70多年以来,虽然面临粮食安全问题的巨大压力和多次冲击,但最终仍然实现了全体国民从饥饿到温饱再到小康的历史性巨变。这个奇迹从侧面说明,在粮食安全视角下讨论粮食体系韧性问题时,必不可少的是对中国粮食体系韧性培育的经验总结。二是缺乏对数字工具在粮食体系韧性培育中的作用的关注。作为具有中国特色的制度安排,数字乡村建设正在加速推动农业产业链、供应链、价值链的现代化发展,将农户与各区域、各国贸易商及消费者有效地联系在一起。尤其在当前新冠肺炎疫情防控背景下,数字乡村赋能韧性治理可能为保障粮食安全提供了一个全新的视角。

鉴于此,本文尝试从两个方面做出可能的边际贡献:(1)构建具有中国特色的粮食体系韧性评价指标体系。从中国的国情出发,界定粮食体系韧性的内涵及主要特征,在精准识别影响粮食体系韧性的条件变量和内生变量的基础上,探索性地构建包括粮食体系抵抗能力、适应能力和变革能力3个方面的粮食体系韧性综合评价指标体系,并采用熵值赋权法测算省际粮食体系韧性的综合指数。(2)从赋能粮食体系视角讨论数字乡村建设的外溢效应。基于产业体系、生产体系和经营体系3个层面,探讨数字乡村赋能粮食体系韧性的理论逻辑。在此基础上,从信息基础建设、金融基础建设、服务平台建设3个层面构建指标体系测度数字乡村建设水平,实证检验数字乡村建设对粮食体系韧性的影响效应及作用边界,同时提出未来推进数字乡村建设的可能方向,为以增强韧性为目标制定长期粮食安全保障计划提供新的政策视角。

机理分析及研究假说
本文所讨论的粮食体系韧性是针对国家和地区层面粮食生产、有效供给能力而言的。基于这种差异,立足于我国实际,本文将粮食安全视角下的粮食体系韧性理解为:粮食系统通过系统内部组织结构调整来实现抵御外部冲击、从冲击中迅速恢复及向新增长路径转变实现适应性发展的能力。
近几十年的经验表明,粮食体系本身就具有一定程度的风险和不确定性。因此,有学者认为,建立韧性体系的关键在于,通过风险管理措施降低对特定风险冲击的敏感性和暴露程度。所以,建立粮食体系韧性可能并不局限于风险管理。Béné提出,风险管理是帮助粮食体系预防、预测重大困难的手段,但强韧的粮食体系至少应具备3种能力(抵抗能力、适应能力和变革能力),才能在遇到无法完全预测的冲击时继续维持体系运转。依据这种判断,本文认为,粮食体系韧性主要由抵抗能力、适应能力和变革能力3种关联能力构成。

将粮食体系韧性概念化为上述3种能力的结合,其含义在于,粮食体系韧性是关于“能动性”的一种积极能力,它强调粮食体系参与者就生产的产品种类与粮食的生产、加工、储存和分配方式自主作出决定的能力,以及参与治理应对风险和冲击的能力。其中,抵抗能力指粮食体系在冲击影响下,能够防止断链且再生产现有经济活动的能力;适应能力刻画粮食体系在自然风险、市场风险冲击中的自适应、自组织程度,表现为粮食体系的生态可持续性和经济可恢复性;变革能力强调粮食体系在遭受冲击后的变革,表现为生产、经营、服务的综合改进和技术革新等。

关于数字乡村建设的界定,本文参照王胜等的研究,认为数字乡村建设是以现代数字信息技术重构农业农村发展的一种过程,包括以互联网、大数据等为代表的数字技术应用对粮食产业体系的优化,以数字金融、智能管控为代表的数字技术应用对粮食生产体系的重构,以终端服务平台为代表的数字技术对粮食经营体系的改造。基于数字技术在粮食体系中的应用,数字乡村建设可通过以下途径作用于粮食体系韧性(见图1)。

优化粮食产业体系,提升粮食体系韧性。数字乡村建设通过发挥数字技术的资源积聚性,助推产业融合,提升粮食体系的内在稳定性。首先,数字技术对粮食产业的渗透,拓宽和延伸了粮食产业链条,有助于形成集生产、仓储、物流、加工、贸易于一体的粮食全产业链发展模式。其次,通过数字技术带来的信息完整性,调节粮食生产与消费的关系,提升粮食体系韧性。数字技术为粮食体系防范市场信息变动和应对消费升级提供了更大的可能性,促进了粮食体系多层次主体应对市场风险等外部冲击的抵御能力。
重构粮食生产体系,提升粮食体系韧性。首先,数字乡村通过数字金融基础设施改造,推动资源下沉,钝化冲击对粮食安全系统的影响。冲击的影响大小取决于事件类型、各要素与整个体系的脆弱性,尤其取决于体系中最脆弱的要素主体。补齐粮食体系中最薄弱环节(小规模生产者),成为锻造粮食体系韧性的重要方面。数字乡村建设通过乡村金融基础设施数字化改造,借助数字技术的普惠性效应,拓宽小规模生产者的信贷资源、信息获取渠道,在韧性、效率和包容之间形成协同效应,进而培育粮食体系应对冲击的韧性能力。其次,数字乡村建设通过推动要素投入的配置优化,缓解冲击对粮食体系的长期影响。协调粮食生产资源利用与环境保护之间的矛盾,成为粮食体系消化自然风险冲击的关键举措。在这方面,数字乡村建设通过加速智慧农业、绿色农业等创新业态的培育,推动粮食生产向“智能化”“精细化”“绿色化”转变,减轻粮食生产在自然风险冲击中的敏感性和暴露程度。此外,数字乡村建设下的生产智能化管控,推进了粮食生产的投入品减量化、生产清洁化和废弃物资源化。在促进粮食体系环境自组织能力的同时,增强粮食体系在自然环境变化等潜在冲击和风险中的可持续性。
赋能粮食经营体系,提升粮食体系韧性。数字乡村建设通过为粮食体系中各层次主体赋能,推进数字化生产、营销,帮助粮食体系对冲击做出积极反应并实现适应性结构调整。首先,作为生产者的群体以新型社交媒体为平台,根据“消费者反应”提高决策实施靶向,改进粮食作物生产策略。“农村家庭网店”“代工合作社”等新创组织的出现,便是数字赋能生产者的有力证明。其次,作为经营者的群体则以物联网等数字技术为基础,对粮食种植、加工、存储、销售各环节进行判断。通过对冲击发生后市场行情的准确把握,有效减少粮食生产、销售的盲目性。在产业化、品牌化导向下,创新粮食产品种类,优化粮食有效供给,形成粮食体系应对冲击的预期性反应能力。最后,作为管理者的群体则依托“互联网+”打造综合信息服务平台,网络化、智能化、精细化的现代“种养加销”新模式充分调动了农业粮食产业的创新发展积极性和创造性,有利于形成粮食体系应对冲击的成长性反应能力。通过数字乡村的这种数字赋能,传统粮食体系内的各层次主体成为上下联动的“新农人”:懂技术的破解技术瓶颈,为粮食体系更新路径提供科学化生产支撑;懂市场的把握销售前景,为粮食体系更新路径提供智慧化经营支撑;懂管理的实现科学运营,为粮食体系更新路径提供高质化服务平台支撑。数字赋能下各类群体的有效分工、交叉融合,不仅提高了粮食生产、流通效率,而且有助于粮食体系开启冲击发生后新的增长路径。
   

基于以上分析,提出如下研究假说:

假说1:数字乡村建设有助于粮食体系韧性的提升。

模型设定、变量说明与数据来源
被解释变量:粮食体系韧性(Food) 。本文以粮食体系韧性演化的3种能力为基准,基于前文关于粮食体系韧性内涵的分析,并结合我国粮食安全系统的脆弱性主要体现在粮食作物收入需求弹性小、粮食生产环节的技术进步缓慢导致劳动生产率提升缓慢、产业关联系数偏低等方面的现实情况,最终从抵抗能力、适应能力和变革能力3个维度设计指标体系。其中,抵抗能力是粮食体系在破坏性事件中减少其受到冲击的能力,主要由粮食生产条件和供应状况等指标反映;适应能力则刻画粮食体系在遭遇自然风险和市场风险后恢复到原始状态的能力,使用生态可持续性和经济可恢复性等指标反映;变革能力则强调粮食体系在遭受冲击后的自我调整和改变,包括生产改进、知识积累、技术革新等相关指标。各指标具体如表1所示。

自变量:数字乡村建设(DR) 。已有研究在评价数字乡村建设水平时,主要涉及乡村数字基础设施、生产数字化、治理数字化、生活数字化等4个方面。考虑到数字建设对粮食体系韧性的影响主要表现在信息平台支持、数字化生产和生活应用等层面,本文从数字乡村信息基础建设、数字乡村金融基础建设、数字乡村服务平台建设等3个维度出发,构建数字乡村建设综合评价指标体系。其中,信息基础建设主要反映传统基础设施的信息化改造和现代信息技术在农村的普及;金融基础建设主要反映传统农村金融基础设施的数字化改造和数字普惠金融在乡村的纵深发展;服务平台建设主要反映农村电子商务的平台搭建和数字化物流、数字化营销的发展。具体指标选取如表2所示。在测度综合指数时,方法及步骤与粮食体系韧性的测度一致。

为控制其他因素对粮食体系韧性的影响,本文还进一步控制了以下变量:①农村全社会每万人用电量,以控制电力基础设施建设水平(Elec);②农村公路密度,以控制交通基础设施建设水平(Way);③水土流失治理面积与地区面积之比,以控制地区生态环境(Envir);④第二产业增加值、第三产业增加值之和与地区生产总值之比,以控制地区产业结构(AS);⑤单位播种面积农用化肥(折纯)施用量,以控制化肥施用量(Huafei);⑥城镇人口与地区人口之比,以控制人口城镇化率(Urban)。
以我国31个省级行政区作为研究样本,样本区间设为2011—2019年。相关经济指标均以2011年为基期进行了消胀处理。变量数据均来源于北京大学的《数字普惠金融指数》和各统计年鉴。为减少数据量纲的干扰,对绝对值变量及数量级较大的变量均取自然对数。此外,在当前公开的统计资料中,未发现农业科研支出(测算粮食体系韧性时使用)的分地区统计数据,因此对该数值进行了估算。

表3为变量的描述统计。为避免数据异常值影响估计结果的可信度,对各变量进行描述性统计。表3所列示的描述统计结果未发现异常值存在,多重共线性检验显示各变量的VIF(方差膨胀因子)值均小于10,可以认为不存在多重共线性问题,说明数据在统计上质量较好。从表3可以看出,2011—2019年,各变量的标准差均小于均值,说明数据具有较好的稳定性。从粮食韧性指标来看,2011—2019年的均值为0.2515,表明粮食体系抵抗扰动并产生适应性的能力仍较差。虽然我国粮食总产量已连续7年超6.5亿吨,但粮食连年增产的背后,粮食体系抵御冲击的能力同样是保障粮食安全的重要内容。从数字乡村指标来看,2011—2019年的均值为0.3151,最小值和最大值分别为0.1432和0.5733,反映了我国各省份之间数字乡村建设水平差距较大的事实。

本文进一步根据样本数据绘制了数字乡村建设与粮食体系韧性的散点图。图2展示了数字乡村建设与粮食体系韧性的散点图及拟合曲线,二者表现为明显的正向关系,即数字乡村建设水平越高,粮食体系韧性越强。以上分析仅反映了未考虑控制变量时主要变量间存在的相关关系,二者的作用关系还需要在控制其他变量的基础上结合计量分析方法进一步探究。

实证分析
表4针对“数字乡村建设—粮食体系韧性”的基准关系进行了实证检验。对于使用何种估计方法,经豪斯曼(Hausman)检验发现,选用固定效应模型进行参数估计是较为合理的。表4第(1)列仅控制“年份—省份”固定效应。结果发现,数字乡村建设(DR)的估计系数为正值,且在1%水平上显著。表4第(2)列进一步纳入相关控制变量后,结论依旧维持不变。结合前文分析,可能的解释在于:数字乡村建设有助于推动粮食产业链纵向延伸和横向拓展,锻造粮食体系的冲击防御性反应能力;促进商品、要素在产业间、城乡间、国际间的畅通,提升粮食体系的冲击预期性反应能力;推进粮食供应链中各层次主体的上下联动,培育粮食体系的冲击成长性反应能力。通过数字乡村建设的这种数字赋能,最终提升粮食体系整体抵御冲击、适应冲击的韧性能力。

此外,从各控制变量来看,农村电力基础设施建设水平(Elec)、地区生态环境(Envir)的估计系数显著为正,说明良好的生产生活条件有助于提升粮食体系韧性。人口城镇化率(Urban)的估计系数显著为正,可能是城镇化的推进有助于实现粮食生产的规模化经营进而作用于粮食体系韧性。产业结构(AS)的估计系数显著为负,可能的原因是,在冲击发生时,粮食安全保障目标要求负外部性产业(指第一产业)的产出上升,而产业结构升级要求负外部性产业的产出下降,目标之间的矛盾不利于粮食体系韧性的稳定。化肥施用量(Huafei)的估计系数显著为负,表明农业生产资料投入越多越不利于提高粮食体系韧性,可能的原因是,化肥的使用虽然有助于粮食增产,但会直接影响生态效率进而作用于粮食体系的可持续性,当增产的正效应弱于生态损坏的负效应时,粮食体系韧性将受到影响。农村交通基础设施建设水平(Way)的估计系数不显著甚至为负,这与普遍认识有较大出入,可能的原因是,农村交通基础设施建成后疏于管理、养护和维修(相对于城市而言),导致其集散中转功能利用率低下,也就难以发挥出对粮食体系韧性提升的积极效应。由此可知,强化农村电力基础设施建设、加大地区水土流失治理投入和推进新型城镇化建设等举措,将有利于提升粮食体系韧性。 更换模型后的估计结果与基准结果的结论一致。

本文剔除北京、重庆、上海、天津等4个直辖市样本,并使用剩下的243个样本进行参数估计。结果如表5列(2)所示,在考虑控制变量和固定效应之后,数字乡村估计系数在1%水平上显著为正。本文尝试通过工具变量法缓解该内生性问题。互联网技术的应用始于固定电话普及,同时,邮局作为固话铺设的直接相关部门,其与数字乡村建设也密切相关。参考赵涛等的处理方式,本文使用滞后一期的互联网普及率与1984年每万人固定电话数量和每百人邮电业务量的交乘项作为当期数字乡村建设的工具变量。估计结果如表5第(3)、(4)列所示。RKF检验结果表明不存在弱工具变量问题,过度识别检验的P值(0.7838)说明工具变量满足外生性假设,本文选取的工具变量是较为合理的。在工具变量法有效的情况下,主要研究结论依旧成立。至此,本文认为,假说1成立,即数字乡村建设有助于提升粮食体系韧性。

本文将数字乡村建设指数分解至3个层面:数字乡村信息基础建设(主要通过宽带通信网、移动互联网用户数等体现)、数字金融基础建设(包括但不限于电子支付、信贷、保险等业务)和数字乡村服务平台建设(本文主要指与农产品流通、交易有关的终端服务平台搭建)。基于此来分析数字乡村建设的哪些层面在促进粮食体系韧性上有着更显著的效果。

表6展示了数字乡村3个维度的建设对粮食体系韧性的影响。首先,数字乡村信息基础指标(Xx)对粮食体系韧性的影响效应随时间推移展现了明显的衰减特征。具体而言,当期信息基础建设指标(Xx)对粮食体系韧性呈正向促进作用(在5%水平上显著);滞后1期的信息指标(L1.Xx)的估计系数虽仍然为正,但仅在10%水平上显著;在滞后2期和3期的情况下,估计系数则不显著。与之呈明显对照的是,数字乡村金融基础建设(Jr)和数字乡村服务平台建设(Fw)对粮食体系 韧性的锻铸效果十分突出,在当期到滞后3期中,估计系数均在1%水平上显著。数字乡村金融基础建设(Jr)和数字乡村服务平台建设(Fw)在较长时间序列中均保持了对粮食体系韧性的显著促进效应。表6的估计结果传递出一个较有意义的信息,即数字乡村建设如若仅依靠互联网普及等信息基础设施建设而不实现纵深挖掘(如数字金融服务平台和电子商务服务平台的搭建),则很难为粮食体系韧性赋能,更无法为粮食安全保障提供长效支持。

其次,按农村产业融合发展水平进行分组分析。考虑到信息数字技术在农业农村领域的应用,本身也是农村一二三产业融合发展的一种表现形式(与农村产业融合中的技术渗透型融合模式相对应),本文进一步以农村产业融合发展指数为依据,将全国各省分为农村产业融合发展水平较高的地区和发展水平较低的地区。一般而言,在发展水平较高的地区,农业产业衔接的方式较为多样,数字乡村建设下的产业融合、产业共生发展更为顺畅。由表7第(1)、(2)列可知,在农村产业融合发展水平较高的地区,数字乡村建设对粮食体系韧性的影响效应更为强烈。以上说明,作为新时代两大推进农业现代化发展的重要战略,数字乡村建设与农村产业融合发展之间具有协同效应。这种战略互动,是数字乡村建设促进粮食体系韧性的有效路径。结合现实也不难发现,随着农村产业融合发展的深化,农业产业链得以不断延伸、供应链得以不断完善、价值链得以不断提升、创新链得以不断优化。而农村产业融合的这种外溢效应,与数字乡村建设为人赋能、促产业共生、为农服务的效能形成优势互补,进而对粮食体系韧性的锻铸产生了更强的作用效应。
最后,按流通数字化发展水平进行分组分析。本文以流通数字化区分数字技术应用的地区差异,以流通数字化发展指数为依据,将各省分为流通数字化发展水平较高的地区和发展水平较低的地区。一般而言,在流通数字化发展水平较高的地区,数字技术在农业农村领域的应用也更加深厚,从而在一定程度上能够间接反映数字乡村建设的纵深发展对粮食体系韧性的影响。由表7第(3)、(4)列可知,在流通数字化发展水平较高的地区,数字乡村建设的估计系数为0.1739,且在1%水平上显著;而在流通数字化发展水平较低的地区,数字乡村建设对粮食体系韧性的影响不显著。以上结论再次印证(与表6估计结果相呼应),数字乡村建设的纵向挖掘,形成流通数字化的场景应用,是数字乡村建设锻铸粮食体系韧性的重要方式。结合现实也不难发现,随着物流基础设施在农村地区的配置优化,电子商务已成为农作物“进城”的重要渠道,在保障农产品价值实现的同时,也让小农户有效地与大市场对接。数字乡村建设的纵深发展,释放了数字信息技术的扩散效应、普惠效应和溢出效应,进而为粮食体系韧性的提升提供了有益支持。

研究结论与政策建议
本文试图阐释数字乡村建设影响粮食体系韧性的理论逻辑,并利用现实数据进行实证检验。理论分析表明,粮食体系韧性综合刻画了粮食系统自组织、自适应程度,反映了粮食体系抵抗冲击、自我恢复并产生适应性的能力。数字乡村建设通过数字技术对粮食产业体系、生产体系、经营体系进行改造,在粮食体系韧性培育中具有重要作用。在实证检验中,相比于已有研究使用韧性指数法或经济模型评价系统韧性,本文从抵抗能力、适应能力、变革能力等维度构建粮食体系韧性综合评价指标体系,并利用中国省域2011—2019年数据考察数字乡村建设对粮食体系韧性的影响效应及差异。结果发现:(1)数字乡村建设对粮食体系韧性有显著正向影响,结论在考虑内生性问题以及稳健性检验后依旧成立;(2)数字乡村建设的具体内容中,数字金融服务平台和电子商务服务平台的搭建,在较长时间序列中均保持了对粮食体系韧性的显著促进效应;(3)当农村产业融合和流通数字化发展水平相对高时,数字乡村建设对粮食体系韧性的促进效应相对更大。

结合上述研究结论,本文提出以下政策建议:
    

首先,应将建立有韧性的粮食体系作为一项关键的政策目标。在高度全球化的今天,包括公共卫生危机、全球价值链重构、系统性金融风险等一系列国际外部冲击都将变得更加频繁,且粮食安全系统自身还面临资源环境约束趋紧、结构性矛盾突出等国内供给冲击。这些冲击往往会牵一发而动全身,直接威胁到我国粮食供给和粮食安全。诸多不确定性和风险叠加下,客观上需要更加抗压、更富韧性的粮食安全保障体系。作为外向型经济体和农业大国,我国需要在政策层面将提升“粮食安全系统韧性”作为一项长期战略来实施,从而形成更能抵御冲击、更快实现恢复、更好重新调整的粮食供应链韧性、粮食产业链韧性和粮食体系全局韧性,进而为粮食安全保障提供长效支撑。
    

其次,注重数字乡村建设战略在粮食体系韧性培育中的重要作用,提升粮食安全系统的抗冲击能力。当前,我国正进一步推进数字乡村建设以支持农业高质量发展,本文为政府从粮食产业发展的安全性、鲁棒性方面进行政策制度设计提供了有益启示。一是应当合理引导数字乡村建设,通过数字信息技术渗透为粮食安全系统抵御冲击提供支撑;二是利用数字技术加快构建应急管理体系,强化农业农村发展的应急管理能力,避免粮食生产关系遭受较大幅度破坏;三是进一步培育多样化农产品服务平台,结合流通数字化改造,形成线上线下融合、粮食进城与农资下乡的双向流通格局;四是注重释放农业农村优先发展的政策红利,特别是利用数字乡村建设、农村产业融合发展这一套组合牌,推动粮食产业纵向延伸、横向拓展和数字技术渗透的有机融合,形成冲击常态化下粮食安全系统的冲击应对能力和适应能力。