高标准农田建设对智慧农业的影响研究

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一、引　言

智慧农业不仅是农业信息化发展的高级阶段,而且还是建设农业强国的基础。中共二十大报告提出“强化农业科技和装备支撑”,2024年中央一号文件提出了发展智慧农业的具体措施。智慧农业依托物联网、大数据和人工智能等信息技术,将数字技术与农业生产深度融合,通过优化农业要素投入结构、改善农业生态环境和提高农业生产效率等方式,实现农业生产的精准化、智能化和高效化,最终从根本上改变农业生产经营和管理方式。从智慧农业发展情况来看,中国智慧农业产业市场规模由2020年的653亿元增长至2023年的713亿元;虽然中国智慧农业不断发展,但与典型智慧农业发达国家相比还存在一定的差距,例如中国自主研发的农业传感器数量不到世界的10%,与发达国家相比,中国智慧农业存在基础设施薄弱、农业技术稳定性差和灵敏度低等问题。从智慧农业发展现状来看,智慧农业利用信息技术实时掌握农作物生长状况,减少了劳动、化肥等要素投入,改变了传统农业生产方式,提高了农业生产效率和效益。从理论上讲,智慧农业将智慧化农业机械运用到农业生产过程中,实现农业要素配置结构的优化,一方面智慧农业在提高农业机械利用率的同时也会对传统劳动要素产生替代效应,从而减少农业劳动要素的投入;另一方面智慧农业中的物联网技术对农业生产数据实时监测,根据农作物生长状况,实时科学精准监控土壤温度、湿度和养分含量等,这不仅降低了农业生产风险,而且还降低了农业劳动强度。智慧农业作为未来农业发展的趋势和方式,还需要从新业态、新技术和新模式角度进一步分析发展智慧农业的源泉。

高标准农田建设对智慧农业产生了多维度影响。土地要素作为农业经济发展的基础要素,不仅具有提升农业生产率的属性,也具有消化市场风险、调节农业生产方式的功能(金晓斌和应苏辰,2023),同时土地还在保障国家粮食安全和发展智慧农业等方面也起着重要作用(冀正欣等,2021)。从世界范围来看,美国、日本、韩国和欧盟等国家或地区都采取了积极措施提高耕地质量(Takayama等,2020)。为此,中国在“十四五”规划中也提出了“深入实施藏粮于地的战略”;2023年中央一号文件也从“完成高标准农田新建和改造提升年度任务”“逐步把永久基本农田全部建成高标准农田”等土地角度支持智慧农业发展。从理论上来讲,高标准农田建设通过修建水利基础设施、提升田间道路和改良土壤条件等方式完善了农业基础设施,进而为智慧农业机械下地入田提供了基础保障;高标准农田建设通过引入智能监测平台、智能水肥一体机和远程控制电动球阀等现代农业信息技术,不仅提高了农业智能化水平,而且还促进了智慧农业技术普及与应用。从实施效果来看,高标准农田建设为农业智慧技术及时掌握农作物的生长状况,为农业智慧机械在农田精准施肥、灌溉和病虫害防治,为新机具新技术示范推广等提供了高质量耕地;高标准农田建设与智慧农业技术的深度融合,使得农户在高标准农田建设过程中能够主动学习掌握农业智能设备操作和维护技能,进而实现从传统农业向智慧农业的转型升级。

基于此,本文尝试从高标准农田建设角度分析智慧农业发展的源泉,并试图回答三个问题:高标准农田建设是否促进了智慧农业发展?其推动智慧农业发展的作用机制是什么?高标准农田建设对智慧农业发展的影响是均衡的吗?通过对以上三个问题的分析,以期掌握高标准农田建设与智慧农业发展的关系,并为推动智慧农业高质量发展提供理论参考。

二、文献综述

智慧农业是指现代科学技术与传统农业生产方式相结合,进而提高农业生产效率、降低农业劳动强度,最终实现农业可持续发展的一种农业生产模式(崔宁波等,2023)。随着智慧农业的发展,学者也从不同角度关注了智慧农业发展路径(马红坤等,2020)、存在问题(刘长全,2023)以及发展对策(牟少岩等,2022),部分学者也从文献计量学角度研究了智慧农业发展趋势(郑倩等,2023)。从规范研究角度分析智慧农业发展的同时,部分学者尝试研究了智慧农业对粮食生产减损(崔宁波等,2023)、乡村振兴(张益和宋洪远,2023)和农业金融效能(曾庆芬,2023)的影响。由于智慧农业技术相对不成熟,且智慧农业还处于发展阶段(徐玉婷等,2023),学者对智慧农业的研究主要从规范角度分析了智慧农业发展现状及其对农业的影响,仅有部分学者从实证角度讨论了智慧农业技术采纳意愿(何可等,2022)、气候智慧型农业的效率(梁志会等,2019)以及小农户对智慧农业的支持意愿(吴娜琳等,2018),并没有看到其他相关文献对智慧农业的研究。在国家大力发展智慧农业背景下,不仅需要研究智慧农业技术的采纳以及智慧农业的经济效应,更需要研究智慧农业发展源泉。

高标准农田建设为智慧农业发展提供了优质的耕地(高树琴等,2024)。耕地要素作为智慧农业发展的基础(陈正等,2023),在智慧农业高质量发展过程中起到关键作用(张睿智等,2021)。在国家“藏粮于地”战略背景下,学者研究了高标准农田建设对农业新业态和新模式的影响,发现高标准农田建设在确保粮食综合生产能力提升的背景下,使得智慧农业在土地资源上有了可靠保障(郑庆宇等,2023)。高标准农田通过土地整治、水利设施建设和田间道路修建等方式(孙学涛等,2023),改善了农田的水、路、电和通信等农业基础设施(李义龙等,2019),使得农田更加平整、集中连片,并具备完善的配套设施(龚燕玲和张应良,2023)。农业基础设施的完善为物联网、大数据和云计算等先进技术在农业中的应用提供了良好耕地基础条件(牟少岩等,2022),为智慧农业的各种智能设备和系统应用提供了前提条件(肖涵和付裕琳,2024)。但从现有关于高标准农田建设或智慧农业的文献来看,相关文献主要从规范角度研究高标准农田建设或智慧农业发展,并没有从高标准农田建设角度直接研究其在智慧农业发展过程中的作用。

通过对现有高标准农田建设和智慧农业的文献进行分析,发现文献存在以下两点可拓展之处:第一,研究视角,从高标准农田建设角度研究智慧农业,高标准农田建设作为智慧农业发展的前提,并没有文献将高标准农田建设和智慧农业纳入到同一框架内分析,因此本文尝试从高标准农田建设角度研究智慧农业发展的路径;第二,作用机制,从高标准农田建设内容来看,高标准农田建设与智慧农业的结合点在于高标准基本农田建设通过落实耕地保护制度的方式从农业机械化和农业产业结构角度进一步影响了智慧农业发展,因此本文尝试以农业机械化和农业产业结构为中介变量分析高标准农田建设对智慧农业的作用机制。

三、理论分析

高标准农田建设提高了耕地质量,不仅为农业机械装备转型升级提供了高质量耕地,而且还改善农业生产条件,形成了与智慧农业发展相匹配的耕地。从高标准农田建设实施效果来看,高标准农田建设通过平整土地、集中连片经营和完善农田配套设施等方式,在为智慧农业发展提供新路径的同时,也实现了小农户与智慧农业的衔接。

1.高标准农田建设影响智慧农业发展的直接效应

高标准农田建设与传统农田综合整治最大的区别在于,高标准农田建设通过提高农田质量、完善农田配套设施和优化耕地结构与布局等方式改善了农业耕地要素的质量,为智慧农业技术和装备运用提供了相匹配的耕地(Lang和Rabotyagov,2022),随着智慧农业技术和装备被运用到农业生产过程中,其农业智慧水平也会不断提升。由农业生产理论可知,高标准农田建设为数字化、智慧化农业机械运用提供了规模化、集约化和配套设施相完善的耕地。随着耕地质量的提升,为使耕地充分发挥其高标准农田建设的作用,农业生产过程中更需要与之配套的智慧化、现代化和生态化的农业装备和技术,因此高标准农田建设会直接促进智慧农业的发展(崔宁波等,2023)。从高标准农田建设实施效果来看,随着高标准农田建设的推进,农业灌溉、道路和管护等投入力度会不断增加,农业智慧化生产装备、技术和手段等也会不断被运用到农业生产过程中,进而促进了地区智慧农业发展(牟少岩等,2022)。基于以上分析,本文提出第一个研究假设:假设1:高标准农田建设会显著地促进智慧农业发展。

2.高标准农田建设影响智慧农业发展的作用机制

由高标准农田建设内容可知,高标准农田建设通过保护耕地资源、提升耕地质量及利用效率等方式,从根本上改变了传统农业依赖人力、效率低下、资源消耗大的状况,为农业机械化开辟了新路径。高标准农田建设通过补齐耕地短板弱项的方式为农业机械化提供了良好的耕地作业环境,使得农业机械装备能够有效地发挥其作用,减少因耕地条件不佳而导致的农业机械故障和作业效率低下等问题,进而提高了农业机械化水平。在高标准农田建设背景下,农业机械化不再仅仅是农业机械装备的简单应用,而是农业机械装备与物联网、大数据、云计算、人工智能等先进技术相结合,形成了智能化、精准化的农业生产模式。在高标准农田建设过程中,通过安装各种传感器和监测设备,实现农田环境参数和作物生长状况数据的实时获取,进而为精准灌溉、施肥、病虫害防控等智慧农业生产技术的应用提供了科学依据。智慧化农业机械装备则根据农业生产技术数据自动调整作业参数,实现精准作业,最终提升农业生产智慧化水平。

高标准农田建设不仅会通过提升农业机械化水平的方式对智慧农业产生影响,而且还会通过优化农业产业结构的方式促进智慧农业发展。高标准农田建设的核心在于严守耕地红线,通过提升耕地质量和保护耕地资源,确保粮食生产稳定性和可持续性。高标准农田建设不仅直接关系到粮食产量的稳定提升,还影响了农业产业结构优化和智慧农业发展。在传统农业向现代农业转型的过程中,高标准农田建设通过划定并严守耕地红线、加大对永久基本农田的保护力度,为农业生产的稳定奠定了坚实基础。与此同时,高标准农田建设通过发展特色农业、生态农业、休闲农业等多元化农业产业形态,丰富了农产品种类、提高了农产品附加值,还带动了农村旅游、农产品加工等相关产业的发展,使得农业产业结构逐步向更加合理、高效的方向转变,农作物种植结构也得到优化,优质、高产、抗逆性强的农作物品种也得到推广,农业生产整体效益显著提升(胡新艳和戴明宏,2022)。随着农业产业结构不断优化,特色农业、生态农业和设施农业等新型农业形态不断涌现,这些产业对精准管理、高效生产的需求日益迫切。物联网、大数据、人工智能和云计算等智慧农业技术不仅能够实现对农业生产环境的实时监测、精准调控和智能决策(郑倩等,2023),而且还能够助推农民科学种植、合理施肥和精准灌溉等,进而实现农业生产的精准化和智能化。基于以上分析,本文提出第二个研究假设:

假设2:高标准农田建设对智慧农业发展的影响存在着农业机械化和农业产业结构的中介效应。

3.高标准农田建设影响智慧农业发展的非均衡效应

高标准农田建设和智慧农业发展不仅会受到自然环境的影响,而且还会受到社会经济发展水平的影响(孙学涛等,2023),自然环境和社会经济发展的差异也会影响高标准农田建设的经济效应以及智慧农业发展水平。根据He等(2020)提出的非均衡效应原理及分析方法,自然环境和社会经济发展的差异主要体现在农业初始经济发展水平的差异(孙学涛和张丽娟,2024)。农业初始经济发展水平越高(低)的地区其高标准农田建设进程会越快(慢)、智慧农业发展水平就会越高(低)。因此在分析高标准农田建设对智慧农业发展的影响时还需要考虑到农业初始经济发展水平。农业经济发展水平相对较高的地区(为了便于分析,后文称之为富裕地区),其农业资本和土地等要素相对丰富,高标准农田建设通过补齐农业高质量发展短板或弱项的方式,为富裕地区智慧农业发展提供了高质量耕地,进而促进了富裕地区智慧农业发展。农业经济发展水平相对较低的地区(后文称之为贫困地区),受自然环境和社会经济发展条件制约,其农业经济发展相对落后,贫困地区迫切需要资本要素投入和土地综合整治,虽然高标准农田建设补齐了农业高质量发展的短板弱项,但贫困地区农业发展基础相对薄弱,高标准农田建设会促进贫困地区的农业高质量发展,但很难推动贫困地区智慧农业发展。基于以上分析,本文提出第三个研究假设:

假设3:高标准农田建设对智慧农业的影响存在显著的异质性,即高标准农田建设会促进富裕地区智慧农业发展,但很难对贫困地区智慧农业产生影响。

四、研究设计

1.数据来源

本文的农业数据从《中国城市统计年鉴》和各省区市统计年鉴中获取,高标准农田数据从各省份农业农村厅和各市农业农村局网站查询,对于缺失数据则采用插值法进行补齐,智慧农业数据则从天眼查网站获取了农、林、牧、渔业数据,并整理了智慧农业公司(含合作社)成立的年份和注册资本信息数据,结合年份和县市区地理信息将其整理成智慧农业面板数据,时间跨度为2018-2021年。

2.变量选取

(1)被解释变量。本文尝试从智慧农业绝对水平和智慧农业相对水平两方面衡量地级市智慧农业发展现状,智慧农业绝对水平尝试采用智慧农业公司(含合作社)注册资本(万元)与全国智慧农业公司(含合作社)注册资本(万元)均值之比来衡量;智慧农业相对水平采用将地级市智慧农业水平按照注册资本从低到高进行排序,进而计算出地级市的累计百分比,并用1减去累计百分比来衡量智慧农业相对水平。

(2)解释变量。根据高标准农田建设内容与范围,采用281个地级市高标准农田建设面积(亩)与其耕地面积(亩)之比来衡量高标准农田建设。

(3)中介变量。本文还以农业产业结构和农业机械化为中介变量分析高标准农田建设对智慧农业的影响。农业产业结构采用农业总产值(万元)与第一产业增加值(万元)之比来表示;农业机械化采用地级市农业部门农业机械化总动力(万千瓦)取自然对数来表示。

(4)控制变量。由于智慧农业不仅会受到高标准农田建设的影响,而且还会受到地级市农业部门其他要素的影响,因此在实证分析过程中还需要加入其他控制变量。借鉴钱龙等(2023)控制变量的选取方式,并基于地级市农业部门数据的可得性,本文选取了财政支农和耕地灌溉等7个控制变量。变量的统计描述性分析如表1所示。

3.计量模型

根据新经济地理理论可知,高标准农田建设和智慧农业可能存在着空间相关性,因此在讨论高标准农田建设对智慧农业的影响之前,还需要讨论高标准农田建设与智慧农业的空间相关性,借鉴Lee和Yu(2010)的研究方法,本文尝试运用Moran'sI指数分析高标准农田建设与智慧农业的空间相关性,Moran'sI指数的数学表达式为地级市之间的权重矩阵,Yi为高标准农田建设(智慧农业),n为样本总量;i为地级市。

由于高标准农田建设或智慧农业可能会存在空间相关性,因此需要将空间计量模型引入到高标准农田建设对智慧农业的影响过程中。空间计量模型一般划分为空间误差模型(SEM)和空间自回归模型(SAR)两类,SEM模型假设误差项会受到相邻地区的影响,而SAR模型假设被解释变量会受到相邻地区被解释变量的影响。为了构建更一般的计量模型,本文尝试将假设放宽至被解释变量和误差项均会受到相邻地区的影响,即构建SARAR模型,其数学表达式为:

Y=ρWY+Xβ+μ(2)

μ=λWμ+ε(3)

其中,β为空间自回归项的系数,Y为智慧农业,X为控制变量,λ为空间误差项的系数,ε为空间扰动项,μ为空间误差项。

五、实证结果与分析

1.空间相关性检验

根据新经济地理理论可知,高标准农田建设与智慧农业在空间上可能会表现为非均质性(丁玮蓉和吴俊培,2020),如果高标准农田建设与智慧农业两者之一存在空间相关性,则需要运用空间计量模型分析高标准农田建设对智慧农业的影响,否则只能运用传统计量模型讨论两者的关系。本部分尝试基于公式(1)检验高标准农田建设与智慧农业的空间相关关系,检验结果如表2所示。

由表2的空间相关性检验结果可知,高标准农田建设与智慧农业绝对水平的Moran'sI指数均显著为正。说明高标准农田建设进程较快(慢)的地区与高标准农田建设进程较快(慢)的地区相邻;智慧农业绝对水平较高(低)的地区与智慧农业绝对水平较高(低)的地区相邻。可能的解释一是高标准农田建设与智慧农业水平之间存在一定的空间聚集,即某一地区高标准农田建设(智慧农业绝对水平)的提升会带动相邻地区的高标准农田建设(智慧农业绝对水平)的提升;二是高标准农田建设和智慧农业主要在农业经济发展水平较高的地区实施,而农业经济发展水平较低的地区,其高标准农田建设和智慧农业绝对水平也会较低,因此高标准农田建设与智慧农业绝对水平会表现出一定的空间集聚。

2.基准回归

由于高标准农田建设与智慧农业绝对水平存在着一定的空间相关性,因此需要运用空间计量模型讨论高标准农田建设与智慧农业水平的关系。本文尝试运用2018年至2021年的面板数据进行实证分析,因此还需要讨论混合效应、随机效应和固定效应哪种更适合讨论高标准农田建设与智慧农业的关系,BP检验和Hausman检验均拒绝了原假设,说明随机效应比混合效应更适合本文的数据;而固定效应比随机效应更适合本文的数据。因此本文尝试将固定效应引入到模型内讨论高标准农田建设与智慧农业的关系。由于高标准农田建设和智慧农业还会随着时间和地区的变化而发生变化。因此本文尝试运用双向固定效应模型讨论高标准农田建设与智慧农业的关系。

表3给出了高标准农田建设对智慧农业影响的估计结果,智慧农业不仅包含了智慧农业绝对水平,而且还包含了智慧农业相对水平。为了准确地分析高标准农田建设对智慧农业的影响,本部分尝试采用逐步回归法分析高标准农田建设对智慧农业的影响,其中模型一和模型二的被解释变量为智慧农业绝对水平,模型三和模型四的被解释变量为智慧农业相对水平。高标准农田建设对智慧农业影响的分析具体如下:

第一,高标准农田建设对智慧农业绝对水平的影响分析。由表3模型一和模型二可以看出,高标准农田建设对智慧农业绝对水平的影响均显著为正。说明高标准农田建设成为提升智慧农业水平的重要因素,验证了假设1。其解释一方面是土地综合整治为智慧农业应用提供了平整的土地和完善的配套设施,进而为智慧化农业机械应用提供了前提条件,因此随着高标准农田建设,智慧农业水平会不断提升;另一方面是高标准农田在土地整治、水利设施建设和田间道路修建等过程中,会逐渐将新型智慧化农业机械嵌入到高标准农田建设过程中,即智慧化农业机械会作为高标准农田建设的“标配”,在这一过程中新型智慧化农业机械也会逐渐代替传统农业机械成为农业生产的主力军,因此随着高标准农田的建设,地区的智慧农业水平也会不断提升。

第二,高标准农田建设对智慧农业相对水平的影响分析。由表3模型三和模型四可以看出,高标准农田建设对智慧农业相对水平的影响均显著为正。说明在土地整治建设过程中会考虑到农业经济发展差异,即高标准农田建设会增加农业发展水平较低地区的项目投入,进而会提升地区智慧农业发展的相对水平。可能的解释一是当该地区实施高标准农田建设时,该地区的智慧农业装备、农业机械等要素投入会相对较多,这会增加智慧农业的相对投入,进而从增加农业要素投入角度改善了智慧农业发展的相对水平;二是高标准农田建设作为投入到农业生产过程中的一种要素,在项目实施过程中还会考虑到地区农业发展差异,即高标准农田建设会在农业经济发展水平相对较低的地区率先开展项目建设,这会增加农业经济发展水平相对较低地区的资本要素投入,进而优化了区域间智慧农业发展的相对水平。

第三,控制变量对智慧农业的影响分析。由表3估计结果可以看出,当考虑到控制变量对智慧农业的影响时,高标准农田建设的估计系数均会变小。说明智慧农业还会受到财政支农和耕地灌溉等因素的影响,因此在分析智慧农业的影响因素时还需要考虑到其他涉农因素。

3.稳健性检验

为了进一步分析高标准农田建设对智慧农业影响的稳健性,本部分尝试从重新测度智慧农业发展水平、调整权重矩阵、更换计量模型和补充遗漏变量等方面进一步讨论高标准农田建设对智慧农业影响的稳健性。

第一,重新测度智慧农业水平后的稳健性检验。前文智慧农业从智慧农业绝对水平和相对水平进行分析,本部分尝试运用智慧农业企业(含合作社)数量来衡量智慧农业发展水平。由表4重新测度智慧农业水平部分可知,高标准农田建设对智慧农业的影响显著为正,与表3的估计结果类似。表明高标准农田建设对智慧农业的影响稳健。

第二,调整权重矩阵后的稳健性检验。前文空间计量模型的权重矩阵是基于地理距离进行构建,本部分尝试基于邻接关系进行构建,即如果地级市i与j在空间上存在着邻接关系,则wij=1,否则wij=0,进而分析高标准农田建设对智慧农业的影响。由表4调整权重矩阵部分可以看出,高标准农田建设对智慧农业的影响均显著为正,与表3的估计结果类似。表明高标准农田建设对智慧农业的影响稳健。

第三,更换计量模型后的稳健性检验。前文运用了一般空间计量模型探究了高标准农田建设对智慧农业的影响,本部分尝试采用SAR模型和SEM模型讨论高标准农田建设对智慧农业影响的空间自回归项和空间误差项。由表4更换计量模型部分可知,高标准农田建设对智慧农业的影响均显著为正,与表3的估计结果类似。表明高标准农田建设对智慧农业的影响稳健。

第四,补充遗漏变量。高标准农田建设通过完善农业基础设施的方式会影响农民纯收入或地区生产总值,因此高标准农田建设的投入力度可能会受到农民纯收入和地区GDP的影响。因此本文尝试补充了农民纯收入和地区GDP的遗漏变量,分析高标准农田建设对智慧农业发展的影响。由表4补充遗漏变量部分可知,在补充了遗漏变量后高标准农田建设对智慧农业的影响依然显著为正,与表3的估计结果类似。表明高标准农田建设对智慧农业的影响稳健。

六、进一步讨论

1.作用机制分析

为进一步分析高标准农田建设对智慧农业的作用机制,本部分借鉴孙学涛等(2023)的研究成果,尝试从农业机械化和农业产业结构两方面讨论高标准农田建设对智慧农业的间接影响。高标准农田建设对智慧农业作用机制的估计结果如表5所示。

由于高标准农田建设对智慧农业绝对水平与相对水平作用机制的估计结果基本一致,表5只给出了高标准农田建设对智慧农业绝对水平的估计结果。其中表5模型一被解释变量为农业机械化,模型四的被解释变量为农业产业结构,其余模型的被解释变量均为智慧农业绝对水平。高标准农田建设对智慧农业作用机制的分析具体如下:

第一,高标准农田建设对中介变量的影响分析。由表5模型一可知,高标准农田建设对农业机械化的影响显著为正。说明土地整治建设为农业机械进村入田提供了完善的配套设施,进而提升了农业机械化水平。可能的解释是为了落实国家的“藏粮于地”战略,各级政府从不同角度增加对高标准农田建设的投入力度,与此同时伴随着政府对高标准农田建设投入的增加,各类农业经营主体也会从不同角度增加对土地要素的投入,进而提高了农业机械化水平并为智慧农业发展提供了农业机械装备支撑。由表5模型四可知,高标准农田建设对农业产业结构的影响显著为正。说明土地整治建设为农业大规模生产提供了集中连片的耕地,进而引致部分林牧渔等业的耕地向种植业转移,从而优化了农业产业结构。可能的解释是土地整治建设通过提升耕地质量的方式,保障国家粮食安全,为建设农业强国奠定了坚实的土地要素基础,与此同时在高标准农田建成区更适合粮食作物种植,这会提升其粮食综合生产能力,随着粮食综合生产能力的提升,其他“非粮区”也会开始种植粮食作物,最终优化了地区的农业产业结构。

第二,中介变量对智慧农业的影响分析。由表5模型二可知,农业机械化对智慧农业的影响为正,且通过了显著性水平检验。说明农业机械化会提升智慧农业水平。可能的解释是随着农业机械化水平的提升,农业部门内各类农业机械投入数量和质量均会不断提升,在发展智慧农业背景下,农业经营主体也会购买、运用智慧农业机械,进而提升了地区的智慧农业水平。由表5模型四可知,农业产业结构对智慧农业的影响显著为正。表明农业产业结构优化会促进地区智慧农业的发展。其解释为农业产业结构优化意味着农业生产由林牧渔等业向种植业转型,但从整体角度而言,种植业的智慧农业水平相对高于林牧渔等业的智慧农业水平(崔宁波等,2023),因此随着农业产业结构优化,智慧农业水平也会不断提升。

第三,高标准农田建设对智慧农业的中介效应。由表5模型三可知,高标准农田建设和农业机械化对智慧农业的影响均显著为正。表明以土地整治建设为主要内容的高标准农田建设不仅会直接促进智慧农业发展,而且还会通过推动农业机械化的方式发展智慧农业,验证了假设2。可能的解释是高标准农田建设通过扩大连片种植规模、加强对农业机械集约化管理、优化土地利用结构等方式促进农业生产模式从传统农业迈入全程机械化。在农业机械化过程中,农业机械自动导航、农业植保无人机和测土配方施肥仪等机械逐渐应用到农业生产过程中,最终提升了智慧120MODERNECONOMICRESEARCH农业水平。由表5模型六可知,高标准农田建设和农业产业结构对智慧农业的影响均显著为正。表明以土地整治建设为主要内容的高标准农田建设不仅会通过农业机械化间接地影响智慧农业,而且还会通过农业产业结构促进智慧农业发展,再次验证了假设2。可能的解释是高标准农田建设通过农业规模化经营、提升土壤肥力等方式,提高了粮食综合生产能力,引致了部分“非粮种植区”趋向于种植粮食作物,由于粮食作物智慧农业的边际成本低于林牧渔等业的边际成本,因此农业产业结构的优化也会提升智慧农业水平。

2.非均衡效应分析

从理论上讲智慧农业不仅会受到高标准农田建设的影响,而且农业经济发展现状也会对智慧农业产生影响,因此,本部分尝试在非均衡视角下研究高标准农田建设对智慧农业的影响,即将农业初始经济发展水平引入到模型内分析高标准农田建设对智慧农业的影响。借鉴He等(2020)的研究方法,本部分尝试将2017年城市第一产业生产总值与高标准农田建设的交互项纳入到模型内,进一步探究其对智慧农业影响的非均衡效应,估计结果如表6所示。

表6给出了高标准农田建设对智慧农业影响的非均衡效应估计结果,由于高标准农田建设对智慧农业绝对水平与相对水平的估计结果基本一致,因此表6只给出了高标准农田建设对智慧农业绝对水平的估计结果,高标准农田建设对智慧农业影响非均衡效应的分析如下:

第一,高标准农田建设对智慧农业的影响分析。由表6全样本回归可知,高标准农田建设对智慧农业的影响显著为正,再次验证了高标准农田建设对智慧农业影响的稳健性。高标准农田建设与农业初始经济发展水平交互项(后文简称为交互项)对智慧农业的影响显著为负。说明高标准农田建设对智慧农业的影响存在显著的异质性。其解释为不同地区高标准农田建设的经济效应会存在显著差异,这是由于农业经济发展水平不同的地区其对高标准农田建设和智慧农业的需求也不相同。在调研过程中发现,富裕地区不仅高标准农田建设进程相对较快,而且其智慧农业机械利用率也相对较高,并且富裕地区对智慧农业机械的需要也相对较高,因此富裕地区高标准农田建设更能够提升其智慧农业水平。为了进一步分析高标准农田建设对智慧农业影响的异质性,本部分尝试将地级市农业农村样本数据划分为贫困地区、中等地区和富裕地区,进一步分析高标准农田建设对不同地区智慧农业影响的差异。高标准农田建设对智慧农业影响的异质性如表6贫富差异部分所示。

第二,高标准农田建设对智慧农业影响的异质性分析。由表6贫富差异部分可知,高标准农田建设对贫困地区智慧农业的影响显著为负,对富裕地区智慧农业的影响显著为正,但其对中等地区智慧农业的影响没有通过显著性水平检验。表明高标准农田建设对智慧农业的影响存在显著的非均衡效应,即高标准农田建设更能够提升富裕地区的智慧农业水平,验证了假设3。可能的解释是富裕地区农业经济发展水平相对较高,这部分地区更需要先进的农业机械装备和技术,高标准农田建设通过集中连片经营、完善农田配套设施和实施土地平整等方式为智慧化农机装备应用提供了高质量耕地;贫困地区由于农业基础相对较差,其主要任务在于提高农业综合生产能力,因此贫困地区虽然建设了高标准农田、提升了农业机械化水平,但由于其农业机械化水平相对较低,农业机械化进程的提升反而会对智慧农业产生替代效应,即高标准农田建设进程加快反而对贫困地区智慧农业产生不利的影响。

七、结论与政策建议

发展智慧农业是建设农业强国的重要途径,高标准农田建设则为智慧农业提供了高质量的土地要素。在“逐步把永久基本农田全部建成高标准农田”背景下,本文运用地级市农业部门数据实证分析了高标准农田建设对智慧农业的影响。研究发现:第一,高标准农田建设与智慧农业均存在显著的空间相关性;第二,高标准农田建设能够显著地促进智慧农业水平提升;第三,高标准农田建设不仅直接促进了智慧农业的发展,而且还以农业机械化和农业产业结构为中介变量促进了智慧农业发展;第四,高标准农田建设对智慧农业的影响存在显著的异质性,即高标准农田建设会促进富裕地区智慧农业水平的提升,但会抑制贫困地区智慧农业水平的提升。

根据研究结论,本文尝试从高标准农田建设角度给出提升智慧农业水平的对策建议。一是高标准农田建设要与智慧农业发展相融合。本文研究发现高标准农田建设是智慧农业发展的前提,在推进高标准农田建设过程中应积极引入物联网、大数据、人工智能等现代信息技术,构建智能灌溉系统、土壤墒情监测系统、病虫害预警系统等智慧农业平台,进而实现农业生产过程的智能化、精准化和高效化。二是优化农业产业结构,推动智慧农业发展。高标准农田建设应充分考虑当地农业资源禀赋和市场需求,发展特色优势产业,通过发展设施农业、智慧农业等现代农业模式,提升农产品的附加值和市场竞争力,促进农业产业结构的优化升级,为智慧农业技术的应用提供更广阔空间和市场需求,进而推动智慧农业技术的研发、创新和应用。三是推动农业机械化,提升智慧农业水平。通过财政资金、政策引导等多种方式,吸引社会资本参与,形成智慧农业发展的多元化投入机制,同时在高标准农田建设背景下应充分考虑农业机械化的作业需求,确保农田布局、道路建设等符合农业机械作业标准。与此同时,还应将高标准农田建设与农业机械化进程相结合,通过政策扶持、示范推广等手段,推动先进适用的农业机械装备在高标准农田中的广泛应用,最终提升农业机械的智慧化和精准化水平。

参考文献：

[1]孙学涛,张丽娟.高标准农田建设对智慧农业的影响研究[J].现代经济探讨,2025,(03):111-122+132.

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