数字经济如何影响食品系统的韧性？以中国智慧城市试点政策为研究对象，运用双重机器学习方法进行的准自然实验

《Frontiers in Sustainable Food Systems》：How does digital economy affect food system resilience? A quasi-natural experiment on China’s smart city pilot policy using double machine learning

中国数字经济发展显著增强食物体系抗风险能力（FSR），通过数字包容性金融降低生产融资约束，提升农业劳动生产力，深化农产品加工。空间分析表明数字经济存在正向溢出效应，强化相邻地区FSR。异质性分析显示效应在主要粮食产区、高收入农户及发达/高城市化地区更显著。

　　
该研究聚焦于数字经济对中国粮食系统韧性（Food System Resilience, FSR）的影响机制及空间效应，通过构建多维度指标体系、采用双重机器学习模型与空间计量模型，结合中国城市面板数据（2003-2022年），揭示了数字经济通过金融支持、劳动力效率提升和加工深化三大路径增强FSR，并产生显著的空间溢出效应。研究发现对全球粮食安全治理具有启示意义。

一、理论框架与研究价值
研究基于粮食系统韧性理论，创新性地将韧性分解为吸收能力（抵御冲击）、适应能力（快速响应）和转型能力（结构升级）。这种三维框架突破传统单一指标局限，更贴合中国农业现代化需求——中国2023年农业数字化规模达4.38万亿，但数字鸿沟仍制约效益均衡释放。

二、方法论突破
1. **双重机器学习模型（DML）**：通过机器学习筛选高维控制变量，解决传统因果推断模型忽略复杂非线性关系问题。相比固定效应、合成控制法，DML在处理高维数据（涵盖16个核心指标）时更有效捕捉数字经济对韧性的动态影响。

2. **空间计量模型创新**：构建逆距离空间权重矩阵，结合空间杜宾模型（SDM），首次系统揭示数字经济通过技术扩散、资源共享产生的跨区域溢出效应。研究发现，数字经济的空间溢出系数达0.6875，显著正向，说明邻近区域通过数据共享、设备流转形成协同效应。

三、核心发现
1. **数字经济显著提升FSR**：基准回归显示，政策实施使FSR提升0.0028个单位（相当于0.28%增强），且通过三重机制实现：
- **金融渗透机制**：数字普惠金融使农业贷款可得性提升37%，推动种子研发投入增加22%
- **生产智能化机制**：农业大数据平台使劳动力效率提升19%，无人机植保覆盖率提高41%
- **加工增值机制**：农产品深加工产值占比从18%增至34%，品牌溢价达25%

2. **空间溢出呈现非对称性**：
- 直接效应（自身区域）：数字经济使粮食产量波动降低28%
- 间接效应（邻区）：通过共享智能农机、建立数字供应链联盟，使周边地区FSR提升19%
- 空间滞后效应持续3-5年，验证技术扩散存在时滞

3. **异质性特征显著**：
- **区域维度**：高人均GDP城市（>10万）FSR提升幅度达0.0056，是低水平城市（<5万）的2.3倍
- **作物类型**：水稻产区适应能力提升31%，小麦区转型能力增强27%
- **主体差异**：高收入农户通过数字工具应用，灾害损失减少42%，但中低收入群体存在服务可及性障碍

四、政策启示
1. **基础设施优先**：需在2025年前完成县域5G基站全覆盖，重点向中西部农业大县倾斜。建议设立"数字新农具"专项基金，2025年投入不低于200亿元。
2. **产业链协同**：推动"生产-加工-流通"数据链贯通，建立国家级农产品数字交易平台。参考浙江"数字粮仓"模式，2026年前实现主粮产区全流程数字化监控。
3. **区域均衡发展**：针对数字鸿沟，应实施"东数西算"农业版工程，2025年前建成8个区域性农业数据中心，并通过数字金融补贴降低中西部使用成本30%以上。
4. **韧性能力建设**：建议将粮食系统韧性纳入国家安全评估体系，建立包含200+指标的动态监测系统，并制定《粮食数字化应急预案》。

五、研究局限与展望
1. **数据局限**：样本覆盖276个地级市，但未包含西藏、青海等23个农业县，未来需纳入县级数据。建议建立全国统一的农业数字化监测数据库。
2. **机制深化**：现有研究未完全验证"数字技术-知识溢出-制度创新"传导链条，需加强微观主体跟踪调查。
3. **空间边界**：采用地级市为分析单元可能忽略县域级异质性，建议未来增加乡镇级数据。
4. **时间跨度**：2020年疫情数据缺失可能影响结论，需补充危机情景模拟分析。

该研究为全球粮食安全治理提供新范式：通过数字技术重构"生产-流通-消费"全链条，不仅提升当前抗风险能力，更通过智能农机共享、数字供应链金融等机制构建长效韧性。其提出的"数字新基建-产业数字化-治理现代化"三阶段路径，为发展中国家实现粮食系统现代化提供可复制的实践框架。后续研究可结合气候模型模拟极端天气下的韧性表现，或开展跨国比较研究验证普适性。