孟维福等：数字经济发展对农业碳排放的影响及作用机制

一、引言与文献综述

党的二十大报告指出，推动经济社会发展绿色化、低碳化是实现高质量发展的关键环节。农为邦本，本固邦宁，农业发展关乎国家安全和民生福祉，然而农业领域发展的同时也带来相应的挑战。2021年，联合国粮食及农业组织在COP26气候峰会上指出，过去30年来，全球农业和粮食生产的温室气体排放量增加了17%，早在2019年，农业和粮食系统占全球人为二氧化碳排放量的31%。由此可见，农业已成为全球温室气体排放的重要来源。作为农业大国，我国农业碳排放量约占总排放量的17%，涵盖农业农村活动以及土地利用的变化。此外，在传统农业发展模式下，存在生产效率低下、农药化肥资源配置不合理等问题，且随着人口的增加对粮食的需求进一步加大，农业碳排放量每年均有所增长。在此背景下，为早日实现碳达峰、碳中和目标，加快农业农村减排固碳既是重要举措，也是潜力所在（王红玲、徐浩，2021）。

数字经济作为新兴的经济模式，其增长势头非常强劲。2023年《数字经济白皮书》显示，2022年我国的数字经济总量达到50.2万亿元，与前一年相比名义增长10.3%，在国内生产总值中占比上升到41.5%。数字经济的崛起正深刻影响农业领域的变革。2023年我国农业数字化渗透率达到11.2%，数字经济逐渐成为我国农业农村经济发展的重要引擎。一方面，在数字时代背景下，利用好数字基础设施、数字技术和数字平台等数字经济发展要素有利于推进农业现代化建设，加快数字农业的发展。另一方面，相较于传统、粗放型的农业经济发展方式，应用于农业领域的数字经济凭借其智能化、生态化、共享化等特性使得农业生产过程更加低碳环保，已成为我国实现“双碳”目标和农业高质量发展的重要路径。因此，探究数字经济发展与农业碳排放之间的影响效应显得十分必要。

那么，数字经济对农业碳排放的影响如何？其背后的作用机制又是什么？目前学术界对数字经济与农业碳排放的研究多集中于以下几方面：一是关于数字经济的研究，主要有含义的界定和数字经济效应的分析。一方面，通过分析数字经济发展的特征属性，总结出数字经济是以互联网为载体、以数据为关键生产要素以及在经济结构中有效使用的三个主要特征，并以此界定其含义（李晓华，2019）。另一方面是数字经济效应分析。从宏观层面来看，部分学者论述了数字经济对中国式现代化水平、经济高质量发展的作用影响（李三希等，2023；赵涛等，2020）。从微观层面来看，相关学者阐述了数字经济对教育等方面产生的影响效应（Huang＆Zhang，2023）。二是关于农业碳排放的研究，主要集中在农业碳排放的测算和影响因素分析上。在农业碳排放的测度方面，学者从内部结构视角出发得出农业碳排放总量呈阶梯状递增，但总体速度缓慢（Wen et al.，2022）。部分学者发现农业碳排放效率总体呈上升趋势，具有较强的碳减排能力（田云、尹忞昊，2022）。在农业碳排放的影响因素方面，部分学者得出科技创新效率、农业产业集聚对农业碳排放有显著影响（赵爽、赵丹丹，2023；张红凤等，2024）。三是关于数字经济与碳排放的研究，已有研究从数字工业化和工业数字化等视角来研究数字经济的碳减排效应，得出数字经济显著地抑制了碳排放强度（杨刚强等，2023）。此外，有学者利用省级面板数据进行实证分析，得出数字经济发展水平与碳排放之间存在显著的倒U型关系、数字经济在碳减排方面存在着边际效用递减规律（费威等，2022；王香艳、李金叶，2022）。可以看出，大部分学者的研究结果表明数字经济发展能够降低碳排放水平，但是已有研究多聚焦在国家、城市等层面，即使是产业部门也主要对工业领域进行重点关注，缺乏关于数字经济对农业部门碳排放的影响研究。少数研究涉及到数字经济对农业碳排放的抑制作用，有学者基于2013—2020年的中国省级面板数据，实证检验得出农村数字经济发展显著降低了农业碳排放强度（刘震等，2023）。

分析已有文献可知，目前的研究仍有待进一步完善：一是研究对象方面，现有文献主要集中于数字经济与农业碳排放的单一研究，对二者之间的影响关系探讨相对较少。二是从研究视角来看，现有文献关于数字经济对碳排放的影响探讨较多，但对二者之间的作用机理研究较少，尤其缺乏进一步对数字经济作用于农业碳减排的机制探讨。因此，本文在已有研究的基础上，利用2011—2022年的面板数据，系统分析了数字经济对农业碳排放的影响及作用机制，以期为数字经济推动农业低碳发展提供量化支撑和理论依据。

本文可能的边际贡献在于：第一，在现有文献的基础上，研究了数字经济发展与农业碳排放的关系，为数字经济的减碳效应提供了农业证据，丰富了数字经济在农业等中观层面的理论研究。第二，从适度规模和绿色金融两个视角切入，在此框架下探究数字经济对农业碳排放的影响效应，为数字经济如何高效率降低农业碳排放提供指引方向，并作出了新的路径解释，深化对已有文献的研究。第三，探究了不同区域之间不同数字经济发展水平对于农业碳排放的影响差异，为农业碳减排因地施策提供相关经验证据。

二、理论分析与研究假设

（一）数字经济对农业碳排放的影响机理

数字经济的发展在农业成本、生产效率、农业安全、绿色农业等方面发挥直接效应，从而影响农业碳排放。

第一，数字经济能够降低农业成本，推动农业数字化发展。数字经济以云计算、大数据等新一代信息通信技术为载体，将传统农业生产要素有效地转变为数据要素作用于农业生产。如数字技术的应用使得传统农机转变为具有厘米级精度导航系统的自动驾驶机械，在提高劳动效率的同时也有效降低了人力成本。此外，使用数字化的农业无人机或农业机器人能够全自主精准作业，在减少了能源消耗的同时降低了要素投入成本，进一步降低了农业生产带来的污染（刘海启，2019）。第二，数字经济发展能够提高农业效率，为农业信息化发展奠定基础。数字经济的发展推动了农业数字基础设施建设，使得农业数字技术贯穿应用于农业生产网络化、智能化、精细化作业（霍红、钟海岩，2023）。通过使用遥感无人机采集农田作物数据，再结合人工智能分析，可以精确计算农作物施肥用量，在提高农业生产效率的同时还减少了因施肥产生的二氧化碳气体，降低了农业发展的碳足迹。第三，数字经济为农业发展建筑起安全屏障，推动农业绿色化发展。随着农业数字化的发展，通过技术和生物手段采取相关的保护性耕作措施能够减少土壤扰动，降低土壤侵蚀，增强土壤固碳能力。此外，数字经济与农业发展的深入结合，使得众多计算机、互联网企业纷纷深入农业领域，研发出多种农业信息技术产品，为农产品质量追溯体系的建设提供了技术手段。这些举措有效优化了农业资源配置，进而减少了农业生产污染。综上所述，本文提出如下假设：

研究假设1：数字经济发展能够降低农业碳排放。

（二）数字经济、适度规模与农业碳排放

随着数字技术在农业生产经营领域的广泛应用，推动了农业的规模化经营。第一，数字技术推动了农业生产经营的转型升级。在农业生产力持续提升的同时，小规模经营逐渐成为制约农业发展的因素，例如单位耕种成本高、传统小农耕作模式难以推广农业机械和科学管理等问题，而先进的农业机械和科学管理更适合大规模种植。数字技术的发展催生了许多先进的农业机械设备，使得传统零碎化和分散化的生产经营逐渐被农业规模化、标准化生产经营所取代。第二，数字经济发展加速农业信息、资源集聚。在农业生产经营过程中，数字技术利用数据要素切入，以数字信息基础设施和互联网技术为载体，引导农业要素进一步集聚，推动了技术的深入渗透与机制的创新，进一步加速小农主导的分散经营向适度规模经营的转变（完世伟、汤凯，2022）。第三，农业数字化转型促进了农村土地流转。一方面，数字技术在农业领域的应用推动了农业机械化作业，降低了农业生产成本，增加了农户生产收入，加快了土地流转的发展（盖庆恩等，2023）。另一方面，随着城市化、工业化进程加快，非农就业人数越来越多，土地流转政策的施行与推广，能有效缓解农业生产中劳动力不足、老龄化严重等问题，进一步为农业适度规模经营提供契机。

进一步分析，农业适度规模经营能有效降低农业碳排放，主要体现在以下几个方面：一是农业的规模经济成本效应。农地经营规模扩大有利于整合农业资源、获取知识技术溢出及提高要素优化配置和管理水平，提升农业生产效率，减少要素资源浪费及其派生污染（范国华、韩建民，2024）。此外，农业生产经营规模化和集约化程度的提升，有助于将分散且难以治理的面源污染转化为集中且易于管理的点源污染，进而降低农村污染治理成本，减少农业领域的碳排放。二是农业规模具有绿色减排效应（谷保静等，2021）。一方面，随着农业现代化进程的推进和政府对农业人才培养力度的加大，越来越多的新型经营主体在农村地区逐渐兴起，包括规模农户、专业农户和农村合作社等。与普通农户相比，这些新型农业主体对农业生产经营理念有更全面、更系统的认识，也更倾向于采用绿色低碳的生产技术。另一方面，农业规模适度扩大也对农业机械化产生了积极影响。相较于土地流转之前的零散化、粗放型经营方式，农业适度规模经营使得要素投入配置更加科学，提高了农业污染要素的使用效益，尤其是化肥、农药的使用量大幅减少，进一步推动了农业的绿色低碳发展。综上所述，本文提出如下假设：

研究假设2：数字经济发展能通过农业适度规模经营抑制农业碳排放。

（三）数字经济、绿色金融与农业碳排放

1.数字经济能够促进绿色金融发展

第一，数字经济有利于推动绿色金融产品和服务的创新。一方面，数字经济的发展可以为绿色金融提供重要的互联网平台，改变传统金融机构的信贷方式，促进金融市场化发展，有效降低绿色金融创新成本（王菲等，2023）。此外，大数据与云计算等先进技术具有出色的数据采集与处理技能，使得我们能够更准确地了解企业与消费者在各种情境和生命周期阶段对于绿色金融产品的具体需求。这些先进技术能够提供绿色金融产品中的数据，进一步推动创新。另一方面，数字技术进步带来的“鲶鱼效应”要求传统金融机构更新其经营与服务观念，为农户带来更为智能化、高效和个性化的绿色金融解决方案。另外，在数字经济的持续稳定氛围下，绿色金融的创新效益会得到提升，能够更为高效地鉴别和融合农户提交的繁复信息，进一步增强其融资的持续性和稳健性。

第二，数字经济有助于提高绿色金融资源配置效率。数字经济可通过提高投融资信息匹配率、汇聚整合金融资源、增强金融服务普适性来推动绿色金融高质量发展（申云、卢跃，2022）。具体来看，数字经济能够很好地解决绿色金融发展中的信息不对称问题，如银行等金融机构通过数字技术加速信息流动，改善金融市场信息不对称与供需匹配不均衡等问题，能够有效扩大市场供给潜能，提高资金配置效率，促进金融资源集聚，进而提高绿色金融发展效率。此外，数字经济凭借其数字化和智能化等特点，能够提高资本回报率。如依托数字信息技术能够有效筛选出具有节能减排性质的企业和项目，引导社会闲散资金流向绿色金融领域，进一步提高绿色金融的资源配置效率。

2.绿色金融发展能够降低农业碳排放

绿色金融是将金融业务与绿色发展理念有机结合，运用金融手段助推经济社会绿色发展。绿色金融发展能在资金供给、技术创新、生态效率等方面促进农业绿色化、集约化发展，进而降低农业领域的碳排放（庞金波等，2023）。

第一，绿色金融可以提供资金支持，促进农业低碳转型和绿色发展。绿色金融在资本形成、资本配置和创新激励等方面发挥核心作用，有效扩大农业领域的绿色投资规模，为农业污染治理和生态环境建设提供充足资金，从而持续提高农业的环境效益（黄茂兴、马永伟，2022）。绿色金融为引导资金流向绿色农业提供贷款政策、税收优惠以及其他特定的金融工具，从而支持和鼓励农业企业发展有机农业、循环农业以及其他新型农业的发展（温涛、何茜，2023）。

第二，绿色金融促进农业技术转化和数字化转型，赋能农业绿色安全发展（朱雅锡、张建平，2023）。绿色金融能够为农业绿色集约化项目提供可持续、多元化的资金渠道，为绿色科技创新与推广提供资金保障，促进经营手段属性转变，有效降低农业生产经营过程中对自然资源的消耗和对生态环境的破坏。此外，通过加快病虫害防控技术、农业废弃物循环利用技术、高效节水灌溉技术等绿色技术的研发与应用，能有效减少农业生产经营过程中对自然资源的消耗和生态环境的破坏，促进绿色农业发展，进而减少农业碳排放。

第三，绿色金融能够提升农业生态效率，实现生产方式绿色化，降低碳排放量。绿色信贷有助于农业生产向绿色转型，并促进新型农业模式发展，同时为小规模农户提供必要的财务支持。在实现碳中和和碳达峰的背景下，农业生产通过减少化肥和农药的使用，提升生态效率，从而达到低污染、低能耗而高产出的农业模式。这不仅提升了农业的生态效益，还有助于农村的可持续发展。综上所述，本文提出如下假设：

研究假设3：数字经济能通过绿色金融发展降低农业碳排放。

三、研究设计（完整版详见知网）

四、实证结果与分析

（一）基准回归结果与分析

从表5可以看出，列（1）未加入控制变量，数字经济发展对农业碳排放的估计系数为-0.232，说明数字经济水平每提升1个单位，农业碳排放量就能下降0.232个单位，且在1%水平上显著。列（2）为加入控制变量后的回归结果，加入控制变量后数字经济发展对农业碳排放强度的估计系数显著为负，且数字经济水平越高，区域农业受其影响也越大，农业碳排放会得到有效控制，表明数字经济发展能够显著降低农业碳排放。假设1得到验证。财政支农占比、农业增加值比重及城镇化率对农业碳排放强度的影响是正向的，其中城镇化水平估计系数显著为正，这意味着城镇化程度的提高可能会导致农业碳排放的增加。可能的原因有农业公共政策支持，如增加农业补贴，可能会导致农民增加对农业生产要素的使用，以实现利润最大化，从而增加碳排放强度。农业机械化程度对农业碳排放强度的估计系数为正，但不显著。人口规模影响农业碳排放的估计系数为负但不显著，表明人口规模对抑制农业碳排放的作用不明显。结果见表5。

（二）作用机制检验

本文从适度规模和绿色金融两方面来分析数字经济发展对农业碳排放的影响机制，结果见表6。从表6列（1）、列（2）可以看出，无论是否增加控制变量，数字经济的估计系数都显著为正，这表明，发展数字经济可以促进农业适度规模经营，通过减少能源物质消耗和污染物排放，有效降低农业碳排放强度。同时，提高了农业生产管理效率和要素资源配置效率，从而验证了假设2。表6列（3）、列（4）显示，无论是否加入控制变量，数字经济的估计系数都显著为正，说明数字经济可以提高绿色金融水平，进一步促进农业碳减排效应，假设3得到验证。

（三）异质性分析

1.东部与中西部区域异质性

我国区域间自然地理以及经济发展差异巨大，为了进一步探索数字经济发展对农业碳排放的影响以及各个地区呈现的差异化特征，根据国家统计局的数据，我们将中国划分为东部、中西部地区，具体结果可见表7。其中列（1）、列（2）的数据显示，中西部地区的数字经济对农业碳排放显著为负，而东部地区的系数未通过显著性检验。这意味着，中西部地区的数字经济对农业碳排放的影响相较于东部地区更为显著。导致这种现象的原因可能是：东部地区的数字经济发展起步早，数字技术和数字基础设施成熟度高，与农业融合程度深。相比之下，中西部地区近年来在国家政策的支持下，数字经济正处于快速发展阶段，加之中西部地区的农业低碳化发展潜力巨大，又具备良好的森林碳汇基础，使得数字经济在降低中西部地区农业碳排放强度方面的作用更为显著。

2.南方与北方地区异质性

考虑到南北方发展的差异性，采用学者欧向军等（2006）以全国地理中位线的北纬35°线为界进行南北地区的划分，考察数字经济对农业碳排放影响的差异。表7中列（3）、列（4）结果表明：与南方地区相比，北方地区数字经济的估计系数通过了显著性检验，说明数字经济发展对北方地区农业碳排放的抑制作用更为显著。可能的原因是南方地区的数字经济发展程度要高于北方地区，北方地区数字经济发展空间大，由此数字经济发挥农业碳减排效应也就更为明显。

3.粮食主产区异质性

粮食生产功能区之间的差异导致农业种植结构、生产方式和农药施用的差异，进而影响农业碳排放。根据2003年财政部的分类，本文将样本分为两组进行异质性分析：粮食主产区和非粮食主产区。通过分析粮食主产区的异质性，各地区可以根据自身的资源和特点发展农业，更好地合理规划和调配国内农业资源，进一步实现农业生产的高效和可持续发展。结果见表8。其中列（1）、列（2）的数据显示，非粮食主产区的数字经济发展水平对估算的农业碳排放系数有显著的负面影响，而粮食主产区的数字经济发展水平对农业碳排放的影响较小。这是由于粮食主产区具有较强的“以粮为纲”的特点，种植更多的粮食，从而增加了农业碳排放总量。此外，只有数字技术发展到一定程度，农业的碳减排效应才会出现。

4.科技投入水平异质性

科学技术是第一生产力。因此，将数据根据科技投入水平划分成高、低两个样本组，进行异质性分析。结果如表8所示。其中列（3）、列（4）结果显示，科技投入水平高的样本的系数显著为负，而科技投入水平低的样本的系数显著为正。这表明科技投入水平越高，对降低农业碳强度的贡献越大，这是由于科技投入水平高，有利于科技创新、数字经济基础设施的进一步发展，数字技术与农业的紧密结合，能进一步发挥科技投入的农业碳减排效应。

（四）稳健性检验

一是替换核心解释变量。根据参考文献可知，数字普惠金融指数能够更全面地反映我国各地区数字经济的发展情况，因此将核心解释变量替换为数字普惠金融指数。结果如表9所示。表9列（1）显示，数字金融普惠指数的系数在1%的水平上显著为负，说明基准回归是稳健的。二是剔除直辖市。样本中剔除了北京、天津、上海和重庆四个直辖市，因为经济发展水平、制度框架和政府政策水平较高的直辖市具有率先实施数字经济政策的特殊性，可能与其他省份存在明显差异，影响研究结果。再次进行回归分析，结果表明，数字经济在减少农业碳排放方面仍然发挥着重要作用，如表9列（2）所示。三是因变量滞后一期。为了排除数字经济发展与农业碳排放强度之间存在双向因果关系的可能性，表9列（3）对数字经济发展指数进行了滞后一期回归，说明实证结果相对稳健。

五、结论与政策建议

本文着重研究数字经济发展对农业碳排放的影响，以2011—2022年30个省（自治区、直辖市，不含西藏自治区与港澳台地区）的数据为样本，从作用机制视角考察了数字经济发展对农业碳排放的影响效应，得出以下主要结论：一是数字经济发展能够显著降低农业碳排放，并且适度规模和绿色金融是数字经济降低农业碳排放的重要作用机制。二是异质性分析表明，中西部、北方地区的数字经济抑制农业碳排放的效应更为强烈，而且在粮食非主产区、科学技术投入水平高的地区，数字经济降低农业碳排放的效应更大。基于上述结论，为了能够高质量地完成我国的“双碳”目标，更好地推动数字经济发展，助力实现农业农村绿色低碳发展，本文提出以下政策建议：

第一，大力发展数字经济，推动农业现代化发展。必须建立健全完善的农村数字经济基础设施，提高农村互联网普及率，加快网络化建设和信息交流，构建农业农村大数据统一平台。同时，加大对数字经济硬件设施的投入，包括卫星遥感、空间大数据等农业数字化基础设施，以此进一步巩固和扩大数字经济在农业生产经营中的优势，提高农业资源的优化配置水平，减少面源污染，有效发挥数字经济在农业农村碳减排中的重要作用。

第二，促进农业适度规模经营，加强绿色农业建设。积极推广节能、环保、精准、高效的农业机械化技术，鼓励使用节水节能灌溉技术，优化农业投入结构，合理配置资源，促进农业适度规模发展，提高农业规模扩张效率。我国应大力支持农业合作社、农业社会化机构等新型农业服务部门，进一步提高农业生产的组织化程度和发展规模化经营。同时，建立覆盖整个生产链的农业生产服务体系，将小农场与规模化生产联系起来，可以有效减少农业碳排放。

第三，加大绿色金融服务供给，促进农业碳减排提质增效。一是着力推动现有绿色金融产品和服务创新。在完善现有绿色金融产品的基础上，加大绿色金融产品和服务供给，有效支持绿色金融衍生产品的创新与发展，充分利用绿色信贷、绿色基金等绿色金融产品和资源配置工具，满足绿色金融多样化的发展需求。二是完善绿色金融政策，提升农业环境效益。建立多层次的绿色金融体系，积极创新适合生态农业发展的绿色金融方式，持续扩大绿色农业资金来源。引导绿色金融资源合理流动和优化配置，加强绿色金融发展的区域间合作，充分发挥绿色金融发展的外延效应，进而提升农业生态效益。

第四，要促进数字经济跨区域协调发展，消除区域碳排放差异。一是要优化各地区农业数字化建设，加快信息联动，充分发挥数字技术的扩散效应和规模效应。要特别重视经济发展空间大、粮食生产面积大的地区数字经济的发展，扩大数字技术在农业生产中的推广应用。二是根据各地区实际情况制定和完善应对措施。对于国民经济发展水平较高的东部地区，要积极发挥带头示范作用，推广先进经验。对于经济发展水平和科技创新水平较低的西部地区，应进一步学习和采用先进的管理制度，多措并举抑制农业地区的碳排放。