数字基础设施与营养相关食物供给多样性：来自257个中国地级市的证据

《Frontiers in Sustainable Food Systems》：Digital infrastructure and local food supply diversity: evidence from 257 Chinese prefecture-level cities

　　

引言：随着食物系统治理日益强调供给多样性、营养敏感性和可持续性，理解数字基础设施在本地食物供给多样化中的作用变得重要。本研究考察数字基础设施是否与中国营养相关食物类别的更大多样性相关。方法：研究人员构建营养食物供给多样性（Nutritional Food Supply Diversity, NFSD）指数，并分析2011–2023年257个中国地级市的面板数据。分析考察数字基础设施与NFSD之间的关联、潜在机制，以及在不同区域发展水平、农业资源禀赋和城市化水平上的异质性。研究人员还处理潜在内生性并进行稳健性检验。结果：数字基础设施发展与NFSD显著正相关。数字基础设施指数每提高一个标准差，NFSD平均提高约0.0664个指数点。在处理潜在内生性和进行稳健性检验后，这一关联仍然稳健。机制分析提示三条潜在路径：鼓励相关企业和服务提供者进入，从而扩大生产者的市场参与渠道；改善数字农业服务的匹配；加强对食物需求的反馈。该关联随区域发展、农业资源禀赋和城市化而变化。讨论：研究结果表明，评估数字基础设施的食物系统效应应同时考虑食物数量与本地供给在营养相关类别上的多样性。这些效应似乎取决于农业物质基础、市场条件和城市发展阶段。本研究为协调数字基础设施发展、农业生产结构调整和促进本地食物供给基础多样性的政策提供了实证框架。

研究背景：全球食物系统约束已从主食数量不足转向数量安全、营养质量、供应链稳定和可持续性的组合挑战；气候变化、极端天气、国际贸易紧张和公共卫生冲击持续暴露传统食物系统来源集中、配送范围有限、供需信息不对称等脆弱性。中国食物消费结构变化意味着食物系统研究不仅应关注粮食总产量或自给率，还应关注本地生产中不同食物类别的组合。已有研究已讨论数字技术、互联网使用、数字农业服务对生产率、技术采纳、农户市场参与、粮食安全、食物供给能力和农业价值链韧性的影响，但结果变量多集中于粮食产量、综合粮食安全指数、供给能力或价值链韧性，较少考察数字基础设施是否改变谷物、蔬菜、水果、肉类、水产品等食物类别的供给组合。农业生产多样性与膳食多样性研究多停留在农场或家庭层面，城市级公共数字基础设施作为外部环境如何影响更广空间尺度的食物供给结构，证据仍有限。因此，本研究区分“数量效应”和“构成效应”，以本地食物生产结构中的类别相对份额构建营养食物供给多样性（Nutritional Food Supply Diversity, NFSD）指标，并考察数字基础设施与本地食物供给多样性之间的关联。NFSD是供给侧指标，描述本地生产构成，不等同于居民膳食摄入、膳食多样性或健康结果。

研究人员开展了什么研究、得出什么结论、有什么重要意义：研究人员使用2011–2023年257个中国地级市平衡面板，共3,341个城市—年观测，构建五类食物（谷物、蔬菜、水果、肉类、水产品）的NFSD，并在数据完整时加入蛋、奶构建七类指标；同时从固定网络接入、移动通信连接和电信服务供给三个维度构建数字基础设施指数（Digital Infrastructure Index, DII），采用城市和年份双向固定效应（two-way fixed effects）模型考察DII与NFSD的关联，并进行机制、内生性、稳健性、异质性和非线性分析。基准结果显示，DII与NFSD显著正相关，双向固定效应模型中DII系数为0.0664，在1%水平显著；DII每提高一个标准差，NFSD平均提高约0.0664个指数点，约相当于样本均值1.096的6.05%。机制分析显示，数字基础设施与农业电子商务企业、数字农业服务提供者、在线食物企业和服务提供者的进入密度显著正相关，三个机制变量也与NFSD显著正相关，加入机制变量后DII系数下降但仍显著，符合部分中介。异质性分析未发现区域、农业资源禀赋和城市化分组间存在稳定显著的组间差异；进一步分析中DII²项系数为正且在5%水平显著，未支持边际递减。研究意义在于：评估数字基础设施的食物系统效应应同时考虑食物数量与本地供给在营养相关类别上的多样性；这些效应依赖农业物质基础、市场条件和城市发展阶段；研究为协调数字基础设施发展、农业生产结构调整和促进本地食物供给基础多样性的政策提供了实证框架。

关键技术方法（不超过250字）：研究采用2011—2023年257个中国地级市平衡面板，共3,341个城市—年观测；数据来自《中国城市统计年鉴》、省级和地级统计年鉴、城市国民经济和社会发展统计公报，以及企查查、天眼查和CSMAR企业注册数据库。以五类食物产出份额构建NFSD（香农多样性指数，Shannon diversity index），数据完整时加入蛋、奶构建七类指标；以家庭宽带普及率、移动通信连接密度、人均电信业务收入（价格平减）经标准化和熵权法合成DII。基准采用城市与年份双向固定效应，标准误城市聚类；机制采用两步法；内生性采用一、二期滞后和“历史通信基础设施×全国数字化趋势”工具变量（instrumental variable, IV）；稳健性包括替换因变量与核心解释变量、1%缩尾、排除大城市、地区×年份固定效应；并进行分样本异质性和平方项非线性检验。

研究结果：
5.1 基线回归：在仅纳入DII、加入控制变量、加入城市固定效应、加入年份固定效应的逐步设定中，DII系数由0.1011降至0.0664，且均在1%水平显著；1个标准差DII提高对应NFSD提高约0.0664指数点，约为样本均值6.05%，支持H1，表明数字基础设施与本地食物供给多样性显著正相关。
5.2 内生性分析：一期滞后DII系数为0.0498、二期滞后DII系数为0.0417，均在1%水平显著；以“历史通信基础设施×全国数字化趋势”为工具变量，第一阶段工具变量系数为0.7794且在1%水平显著，城市聚类第一阶段Wald F为3037.240，第二阶段DII系数为0.0657且在1%水平显著，与基线估计相近。
5.2.1 滞后解释变量检验：使用一期和二期滞后DII估计，滞后项均与NFSD正相关且1%显著，但滞后样本分别降至3,084和2,827个观测，不能替代因果识别。
5.2.2 工具变量估计：工具变量满足相关性论证，第二阶段DII仍显著正相关，为基线结果提供补充证据；由于恰好识别，不能进行Hansen J或Sargan过度识别检验，排除性限制需结合理论谨慎解释。
5.3 稳健性检验：替换因变量为反向赫芬达尔指数（reverse Herfindahl index）构建的食物多样性指标，DII系数为0.0370；替换核心解释变量为移动通信连接密度，系数为0.0632；1%缩尾后系数为0.0660；排除26个最大城市后系数为0.0660；加入地区×年份固定效应后系数为0.0663；均在1%水平显著，基线结果稳健。
5.4 机制分析：两步法显示DII显著提高农业电子商务企业进入密度（EcomEntry）、数字农业服务提供者进入密度（AgriServiceEntry）和在线食物企业和服务提供者进入密度（FoodOnlineEntry）；加入相应机制变量后，DII系数分别降至0.0566、0.0617、0.0603且仍1%显著，机制变量系数分别为0.0264、0.0162、0.0176且均1%显著，符合部分中介，支持H2—H4。
5.4.1 生产者数字市场参与：DII对农业电子商务企业进入密度系数为0.3683且1%显著；加入该机制变量后其对NFSD系数为0.0264且1%显著，DII系数下降但仍显著，表明扩大生产者数字市场参与是潜在路径。
5.4.2 数字农业服务可及性：DII对数字农业服务提供者进入密度系数为0.2888且1%显著；加入该机制变量后其对NFSD系数为0.0162且1%显著，DII系数下降但仍显著，表明改善数字农业服务匹配是潜在路径。
5.4.3 在线食物可及性与需求反馈：DII对在线食物企业和服务提供者进入密度系数为0.3448且1%显著；加入该机制变量后其对NFSD系数为0.0176且1%显著，DII系数下降但仍显著，表明在线食物可及性和需求反馈是潜在路径。
5.5 异质性分析：东部DII系数为0.0649、中西部为0.0671；高农业资源禀赋为0.0674、低禀赋为0.0652；高城市化为0.0698、低城市化为0.0631；各组均1%显著，但组间差异不显著。
5.5.1 区域发展异质性：东部与中西部均呈显著正相关，东部系数略低但组间差异不显著；东部交通、冷链、物流和市场服务体系较发达，可与数字连接形成互补。
5.5.2 农业资源禀赋异质性：高、低农业资源禀赋城市均显著正相关，高禀赋系数略大但组间差异不显著；数字基础设施不能替代土地、水、农业劳动、机械化和既有农业产业基础等物理生产条件。
5.5.3 城市化异质性：高、低城市化城市均显著正相关，高城市化系数略大但组间差异不显著；高城市化地区零售网络、物流配送和市场信息渠道较发达，可能形成更强互补性。
5.6 进一步分析：数字基础设施效应是否边际递减：加入中心化DII平方项后，线性项系数为0.0653且1%显著，DII²项系数为0.0022且5%显著，呈正曲率，未支持边际递减；现阶段数字基础设施仍具有改善本地食物供给结构的潜力。

讨论部分总结：研究将数字基础设施与本地食物供给多样性纳入统一分析框架，强调网络接入可能通过信息、服务、市场和需求反馈影响本地食物生产结构；但NFSD由城市主要食物本地产出构建，度量供给侧结构多样性，不能直接建立居民膳食摄入、营养状况或健康结果。地方产出与最终消费还受区际调运、批发市场体系、冷链物流、价格和居民购买力影响，因此NFSD应理解为营养相关食物系统的供给基础，而非营养健康结果。数字基础设施综合指数虽较单一宽带用户指标更全面地近似固定接入、移动连接和电信服务供给，但仍不能完全捕捉网络质量、平台应用、数据能力和实际使用行为。政策含义包括：数字基础设施发展和评估应面向食物系统应用；提升小农户、合作社和小微农业企业参与数字市场与获取数字农业服务的能力；使用食物相关数据细化政策；根据农业资源禀赋、物流基础设施、市场条件和城市化阶段实施差异化政策。

研究结论翻译：利用2011—2023年257个城市的平衡面板，本研究构建本地食物供给多样性指数，并从家庭宽带接入、移动通信连接和电信服务供给三方面重新测度数字基础设施。双向固定效应结果显示，标准化DII与本地食物供给多样性显著正相关，估计系数为0.0664，在1%水平显著。使用替代因变量、替代移动网络连通性测度、缩尾、样本调整和地区×年份固定效应后，结果保持一致，表明数字基础设施与本地食物供给多样性之间存在稳健正相关。机制检验进一步显示，数字基础设施与农业电子商务企业、数字农业服务提供者、在线食物企业和服务提供者的进入密度显著正相关；三个机制变量在结果方程中也均与本地食物供给多样性显著正相关。因此，数字基础设施可能通过扩大生产者数字市场参与、加强数字农业服务供给与匹配、改善在线食物企业条件和需求信息传导，促进更分散的本地食物供给结构。总体而言，数字基础设施的食物系统效应不止于扩大信息连接或提高一般交易效率；通过影响企业进入、农业服务供给和在线食物流通，它也可能与更丰富的本地食物类别组合相关。然而，这些效应仍取决于农业资源禀赋、生产能力、冷链物流和市场服务体系等物质条件。政策应继续改善数字连接基础设施，同时加强其与农业生产、物流配送和市场服务网络的协同，提高数字技术转化为多样化食物供给的效率。