农村产业融合对农业碳排放的影响研究——基于双重机器学习的因果推断

《中国农业资源与区划》网络首发论文 题目：作者：收稿日期：网络首发日期：引用格式： 农村产业融合对农业碳排放的影响研究——基于双重机器学习的因果推断熊春琳，胡伟艳，赵可2025-07-242025-11-25熊春琳，胡伟艳，赵可．农村产业融合对农业碳排放的影响研究——基于双重机器学习的因果推断[J/OL]．中国农业资源与区划.https://link.cnki.net/urlid/11.3513.S.20251125.1546.012 网络首发：在编辑部工作流程中，稿件从录用到出版要经历录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿等阶段。录用定稿指内容已经确定，且通过同行评议、主编终审同意刊用的稿件。排版定稿指录用定稿按照期刊特定版式（包括网络呈现版式）排版后的稿件，可暂不确定出版年、卷、期和页码。整期汇编定稿指出版年、卷、期、页码均已确定的印刷或数字出版的整期汇编稿件。录用定稿网络首发稿件内容必须符合《出版管理条例》和《期刊出版管理规定》的有关规定；学术研究成果具有创新性、科学性和先进性，符合编辑部对刊文的录用要求，不存在学术不端行为及其他侵权行为；稿件内容应基本符合国家有关书刊编辑、出版的技术标准，正确使用和统一规范语言文字、符号、数字、外文字母、法定计量单位及地图标注等。为确保录用定稿网络首发的严肃性，录用定稿一经发布，不得修改论文题目、作者、机构名称和学术内容，只可基于编辑规范进行少量文字的修改。 出版确认：纸质期刊编辑部通过与《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司签约，在《中国学术期刊（网络版）》出版传播平台上创办与纸质期刊内容一致的网络版，以单篇或整期出版形式，在印刷出版之前刊发论文的录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿。因为《中国学术期刊（网络版）》是国家新闻出版广电总局批准的网络连续型出版物（ISSN 2096-4188，CN 11-6037/Z），所以签约期刊的网络版上网络首发论文视为正式出版。 ·栏目名称· 农村产业融合对农业碳排放的影响研究*——基于双重机器学习的因果推断 熊春琳，胡伟艳※，赵可 (华中农业大学公共管理学院，武汉430070) 摘要[目的]农村产业融合是实现农业增效农民增收的重要途径，其经济效益已获广泛认可，但其生态效益，尤其是对农业碳排放的影响尚存争议。科学揭示农村产业融合的碳排放效应，对于推动农业低碳高质发展和服务国家“双碳”战略具有重要现实意义。[方法]文章基于2010-2022年中国30个省份的面板数据，从生产函数曲线视角切入，结合帕累托改进与索洛技术创新理论，构建农村产业融合通过“资源配置—效率提升”驱动农业碳减排的理论路径，并采用双重机器学习模型进行实证检验。[结果]研究发现：农村产业融合对农业碳排放具有显著的抑制作用，采用多重稳健性检验后，该结论依旧成立；进一步的内在机制分析结果表明，农村产业融合能够通过促进土地规模经营和农业技术进步来减少农业碳排放；通过异质性分析可知，相较于丘陵、山地而言，平原地区农村产业融合的碳减排效应更为显著，其边际影响也明显大于非平原地区；产业融合试点区相较于其他地区而言，具有更高的农业碳减排潜力。[结论]文章揭示了农村产业融合的碳减排效应，验证了其作为农业低碳转型战略抓手的可行性，为“双碳”目标下农村产业政策优化提供经验证据。进一步的异质性分析验证了制度供给在放大产业融合减排红利中的关键作用，为因地制宜、分类施策制定差异化的农业转型策略提供了理论依据与实践靶点。 关键词农村产业融合农业碳排放土地规模经营农业技术进步双重机器学习 中图分类号：F323 0引言 当前全球气候变暖引发的极端天气事件频发，已经对人类健康和社会可持续发展构成威胁。IPCC第六次评估报告指出，若全球升温超过1.5℃临界点，粮食系统崩溃风险将呈指数级增长。面对严峻形势,国际社会通过谈判达成了《京都议定书》、《巴黎协定》等重要协议,构建了全球气候治理体系的规则框架，确立“国家自主贡献”机制。中国作为全球最大发展中国家，承诺2030年前实现碳达峰、2060年达成碳中和，这一战略决策不仅体现了大国责任，更与党的二十大提出的“人与自然和谐共生”现代化目标深度契合。联合国粮农组织在COP26气候变化大会上的报告显示,农业粮食系统碳排放量已占到全球人为碳排放量的31%[1]。据统计，我国农业活动产生的温室气体排放占全国总量约20%，其中甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）等非二氧化碳温室气体贡献显著[2]。农业作为重要的温室气体排放源，其碳减排行动对实现“双碳”目标具有战略意义。因此，推动农业低碳转型既是应对全球气候危机的重要举措，也是实现我国“双碳”目标的必由之路。 在“双碳”约束与粮食安全并重的战略情境下，农业碳减排不能仅靠单一技术或局部治理，而必须寻找能够同时提升要素效率、升级产业结构且具备区域适应性的系统方案。农村产业融合恰好为此提供了可行切口：一方面，它通过纵向延伸产业链、横向拓展农业多功能，放大土地、资本、技术等要素的规模经济与范围经济，从而减少生产要素的无效或低效利用，从源头上减少农业碳排放；另一方面，融合过程所催生的绿色加工、清洁能源替代和循环农业，又为低碳技术落地提供了场景与收益激励。2015年，中央一号文件首次提出农村一二三产业融合发展，标志着农村产业融合上升为国家战略。近几年的中央一号文件相继对其进行了持续深化部署。2021年国务院发布的《2030年前碳达峰行动方案》更是将其列为产业结构深度调整的关键举措，这一政策脉络表明，农村产业融合已不仅是乡村振兴的经济抓手，更是农业低碳转型的制度支点。鉴于此，厘清农村产业融合对农业碳排放的作用机制与区域差异，既是对现有“双碳”政策体系的精准回应，也为后续差异化治理与制度创新提供了不可或缺的学理依据。 学术界针对农村产业融合的概念界定、测度方法及影响效应展开了广泛探讨。在概念界定方面，今村奈良臣首次提出第六产业的概念框架,其核心思想是农业向第二、三产业延伸,通过融合将后续环节的增值收益留存于农业领域与农村地区[3]。姜长云等率先对这一概念进行了本土化研究[4]，随后，我国发展改革委综合国内外研究成果，将农村产业融合界定为：以农业为基本依托，通过产业链延伸、产业功能拓展，借助要素集聚、技术渗透及组织制度创新，实现农业现代化、农村繁荣和农民增收的产业发展模式[5]。众多学者围绕这一概念，从产业链延伸、产业功能拓展等维度构建评价指标体系，以测度融合水平[6-10]。该方法虽被学术界广泛采用，但尚未形成一套普遍认可的指标体系。在影响效应方面，众多学者聚焦从农民收入[11-13]、城乡收入差距[14]、共同富裕[15]、农业韧性[16-17]等多个角度充分论证了农村产业融合带来的经济效益。相比之下，关于其生态效益的研究尚处于起步阶段，目前，主流观点认为农村产业融合能带来积极的生态效益[18-25]，但在碳减排方面存在认知分歧。一派学者认为产业融合对碳排放具有显著的抑制作用[23-25]，并进一步证实其可通过技术进步[23]、土地规模经营和劳动力再配置[24]等路径抑制碳排放；另一派学者则指出产业融合不一 定能抑制碳排放，他们认为产业融合对碳排放的影响呈“倒U”型[26-27]。这种认知分歧在一定程度上是由实证方法的差异所致，两派学者虽然皆采用传统的计量经济学方法，但前者采用的是多元一次线性回归，而后者则在此基础上引入二次项以捕捉非线性关系。 既有研究成果为后续学者的研究奠定了扎实基础，但也存在一定局限：其一，产业融合度测度体系滞后于实践发展，忽视了农村电商、龙头企业带动等新兴维度；其二，研究侧重于实证部分，而忽视了理论解析，对于中介变量的动态交互作用缺乏深入的理论刻画和过程推导。其三，实证方法多采用传统计量经济学方法，早期学者主要采用多元一次线性回归，这类模型难以适应变量之间非线性关系的表达需求，后续部分学者虽在前者的基础上引入二次项来满足非线性的表达需求，但可能存在模型设定偏误等问题。鉴于此，该文基于2010–2022年中国30个省份的面板数据，在帕累托改进和索洛技术创新的理论框架下，构建双重机器学习模型，系统地探究农村产业融合对农业碳排放的影响效应及其内在机制，以期与前人的研究成果相补充，丰富农村产业融合在生态效益方面的研究。该文的边际贡献体现在三方面：第一，重构产业融合度测度体系，在传统测度指标的基础上，纳入农村电子商务、龙头企业等新兴指标，使产业融合的测度体系更加贴近当前农村产业融合的现状和发展动态；第二，从生产函数曲线的视角切入，依托帕累托改进和索洛技术创新理论，对农村产业融合影响农业碳排放的路径进行理论刻画，借助中介效应检验打开机制“黑箱”。第三，构建双重机器学习模型，在满足非线性表达需求的同时，规避模型设定偏误的问题，为相关讨论提供新的实证视角。 1理论分析与研究假说 1.1农村产业融合对农业碳排放的影响效应 1.1.1理论支撑 现有研究表明，农村产业融合对农业碳排放具有显著的抑制效应。李宽、谢帮生等学者通过实证研究证实，随着农村产业融合的深化，农业碳排放呈现下降趋势[23-25]。结合现实情况来看，这种抑制效应主要源于以下几个方面：首先，农村产业融合使得生产要素能在农业、工业和服务业之间自由流动，规模经济和范围经济得以实现，资源配置效率得到优化，经济系统更趋近于帕累托最优状态。在相同的要素投入下，产出水平得以提升[28]，从而减少了增碳性生产要素的使用量[29]。其次，产业融合催生了新业态和新技术，低碳的农业生产方式和完善的农业废弃物处理系统应运而生，大大提高了资源利用效率，有效减少了农业污染物的排放，最终实现了农业碳排放的降低。 1.1.2理论推导 根据柯布-道格拉斯的边际产量递减理论[30]，我们可以绘制出图a中的生产函数曲线1和曲线2。假设资源配置的初始状态为点A，在帕累托改进理论[31]框架下，通过优化资源配置，可以使点A向生产函数曲线1移动，达到生产的前沿面，从而实现既定投入下的最大产出。索洛进一步指出[32]，技术进步能够改变生产函数的形式，使其整体向上移动，这在图a中表现为曲线1平移至曲线2。 这一过程表明，在投入要素不变的情况下，技术进步能够显著提升产出水平。此外，产业的深度融合可产生“集约边际效应”（单位产出所需的生产要素显著下降），从而减少要素的总投入量[33]，由此，可绘制图b以表示产业融合与要素投入量之间的负向关系。同时，根据现有研究和常识可知，农业投入（如化肥、农药、农膜、农用柴油、灌溉、翻耕等）对农业碳排放具有显著的正向影响[34]。据此，可绘制图c以表示农业投入与农业碳排放之间的正向关系。 图a显示，当产出固定为Y时，初始状态下所需的投入量为1m。经过资源配置优化和技术创新调整后，生产相同数量的产出Y仅需2m的投入。而1m和2m在图c中所对应的碳排放量分别为1y和2y。由图b中投入的值1m和2m，可得出对应的产业融合程度1x和2x。整个过程中，产业融合程度由1x增加至2x，投入由1m减少至2m，碳排放由1y减少至2y，将上述两组数值)1,1yx（、)2,2yx（映射至图d，重复此过程，即可刻画出农村产业融合与农业碳排放的动态关系：农业碳排放随着农村产业融合的深入而逐渐减少。 结合理论分析与数理推演，该文提出研究假说1。 H1：农村产业融合具有显著的农业碳减排效应。 1.2农村产业融合对农业碳排放的影响机制 1.2.1土地规模经营的间接机制分析 农村产业融合培育了一批具备规模经营能力的新型农业经营主体，并催生了对规模化经营具有内在需求的多元新业态。随着规模化经营主体数量的扩张及相应需求的增长，农村土地要素市场日趋规范与成熟。在强劲需求牵引和制度完善的共同作用下，土地经营权得以有序流转并趋向集中。因此，农村产业融合为推进土地规模经营创造了有利条件。 土地作为农业生产中最基础且核心的生产要素，其配置状态是衡量农业生产效率的重要标志[35]。在传统农业模式下，土地的细碎化分割导致生产要素难以实现最优配置，而土地规模经营，恰恰是打破这种低