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【文献分享】农业创新生态系统分阶段驱动因素与制约瓶颈:基于科技人才三阶段创新行为的经验证据

  • 2026-10-19 15:35:34
【文献分享】农业创新生态系统分阶段驱动因素与制约瓶颈:基于科技人才三阶段创新行为的经验证据
摘要

数字化正在迅速重塑农业生产系统。在中国,加强农业技术创新日益取决于农业科技人员是否能够产生、传播和实施创新想法,但创新过程中的制约瓶颈仍不清晰。本研究从三阶段视角(产生—传播—实施)识别农业科技人员创新行为的阶段特异性驱动因素与瓶颈,聚焦于“基础—资源—网络”的能力框架,并考察风险管理能力的中介作用。研究对安徽省254名农业科技人员开展了两轮纵向问卷调查。采用混合方法设计,结合结构方程模型(SEM)估计净效应,并运用必要条件分析(NCA)检验特定因素是否构成各阶段创新结果的先决条件(即“必要但不充分”条件)。SEM结果表明,基础设施(基础)、政策支持与知识密集度(资源)、互动与开放网络(网络)均对创新的产生、传播和实施产生显著正向影响。风险管理能力在各阶段显著中介上述关系。NCA进一步揭示了清晰的瓶颈:基础设施是创新产生的关键先决条件,而开放与互动网络在各阶段均为必要条件(主要为低水平先决条件);在传播阶段,知识密集度也成为必要条件。总体而言,基础设施不足可能抑制创新行为,而克服瓶颈则需要加强人才、组织和产业之间的跨主体互动,并以开放的信息与市场环境为支撑。通过在三阶段创新框架内整合SEM与NCA,本研究区分了“净效应”与“必要条件”,为数字化/农业基础设施的针对性投资以及构建协作、开放的创新生态系统以加速农业技术突破提供了可操作的指导。

研究背景及意义

纵观历史,农业生产力的跨越式提升往往依托技术迭代实现。例如,前两次工业革命中蒸汽机、内燃机的发明推动农业机械化大范围普及。当前数字化转型浪潮下,农业领域正迎来新一轮深刻变革。面对人口增长、气候变暖与资源刚性约束等多重压力,农业发展亟需由传统生产模式转向更具可持续性与抗风险能力的发展体系,数字技术创新已然成为支撑该转型的核心抓手。广义上,数字技术创新是指精准农业、物联网、植保无人机、人工智能等数字化工具与数据解决方案在农业生产经营环节的研发、引进与落地应用。但当下核心矛盾已不再是技术有无问题,而是外部创新生态能否持续将数字化机遇转化为可规模化推广的农业实际效益。关键在于,数字农业创新不只是技术选型问题,更是多元异质性主体如何在统一规则、配套基础设施与相互依存关系之下协同完成创新生成、扩散与落地实施的系统性问题。基于此,现有相关研究的分析视角逐步从创新系统理论转向创新生态系统理论,强调价值创造离不开跨组织边界的主体、资源与互动结构相互适配。新近研究进一步将数字创新生态系统界定为可主动规划设计的社会—技术组合体系,涵盖平台载体、基础设施、数据要素、标准规范、治理模式与协同合作机制等内容;同时提出使命导向型创新、负责任创新发展路径,指出这类转型需要生态系统层面整体协同,方能助力农业可持续转型。该整体性生态视角对我国尤为适用:我国农业现代化不仅取决于技术本身的迭代升级,更取决于生态系统各类要素条件能否有效转化为创新实绩。

现有研究已从多个互补维度深化了学界对农业创新生态系统的认知。农业创新系统与农村创新系统相关研究表明,创新活动并非单纯孤立的技术推广行为,而是依赖异质性主体、制度安排与支撑体系之间的互动耦合。Pigford等学者进一步提出,农业创新生态系统分析框架具备更强解释力,该框架重点关注利基业态培育、跨部门联动,以及权力结构与发展导向在农业可持续转型进程中的作用。针对农业创新系统数字化转型的相关研究同样证实,数字化变革不仅革新技术工具本身,还重塑农业创新赖以落地的基础设施、主体联结关系与协同治理机制。与此同时,使命导向型创新相关研究指出,理解农业创新系统必须结合转型路径、战略导向以及服务宏观社会目标的系统性统筹逻辑。综上,上述系列研究充分表明,农业创新生态系统已然成为解读农业数字化转型与可持续转型的核心分析载体。

尽管现有研究已取得上述成果,但农业创新生态系统领域仍存在关键研究空白。现有研究已充分厘清农业创新生态系统的体系构建、协同机制、治理逻辑与战略导向,尤其在数字基础设施、多主体协作、生态中介服务、使命导向型转型等研究方面形成成熟结论。然而,鲜有研究探讨生态系统环境要素如何转化为系统内核心主体的分阶段创新行为。具体而言,过往研究并未区分两类生态系统环境要素:对创新全流程具备普惠支撑作用的基础条件,以及仅在创新特定阶段形成制约的瓶颈条件。因此,现有研究虽能清晰解释创新生态系统的组织架构与运行模式,但尚未阐明:随着创新活动历经构想产生—扩散传播—落地实施全流程,生态系统条件如何激活、维持或抑制主体创新行为。这正是本文重点解决的研究问题。

我国虽是农业生产大国,但农业发展依然面临诸多难题与短板。推动农业高质量发展离不开技术创新,本质是通过对劳动力、生产资料、劳动对象进行重新优化配置,进而提升农业全要素生产率。在依托技术机遇助推农业高质量发展的过程中,必须遵循农业发展基本规律,即因地制宜匹配区域农业气候禀赋、自然资源禀赋与生产体系特征,差异化制定农业转型升级方案。技术创新是农业转型升级的核心驱动力,借助技术扩散、能力培育与资源整合,能够显著提升农业生产效率、增强农业发展韧性。从创新生态系统视角来看,提升农业创新绩效不能仅依靠加大研发投入或政策扶持力度,更要补齐适配创新不同阶段的支撑条件,包括互联互通的数字化基础设施、可信规范的制度标准体系、多主体常态化协作模式等;上述条件直接决定创新构想能否完成构思萌发、向外扩散,并最终落地应用于农业实际生产场景。

农业科技人才作为创新活动的核心主体,是生产力中最具活力的要素,在推动农业可持续发展进程中发挥关键作用。农业科技人才不只是技术采纳主体,同时也是潜在的创新生态中介者:他们将理论知识转化为实际应用场景,打通实验室与田间地头的联结通道,并统筹协调各类互补主体,推动创新成果完成扩散与落地转化。农业农村部调研数据显示,2019年全国农业科技人才总量为62.7万人,仅占农村劳动力总数的3.13%。在此现实背景下,本文探究生态系统各类条件如何转化为农业科技人才创新构想产生、扩散、落地应用三阶段创新行为。研究依托创新扩散理论、知识创造理论与知识熵理论,基于“基础禀赋—资源要素—社会网络”分析视角,构建三阶段分析框架。本研究并未简单将农业创新生态系统视作创新的外部环境,而是将其界定为具有阶段分化特征的系统,该系统决定农业科技人才能否开展创新构想生成活动,以及创新扩散、落地实施的具体路径。本文以安徽省254份农业科技人才有效调研样本为基础,综合运用结构方程模型与必要条件分析,重点回应以下研究问题:

1)农业创新生态系统中,哪些生态要素能够驱动农业科技人才的创新行为?此处“驱动因素”是指在控制其他生态要素影响后,某一生态要素自身独立产生的正向作用。

2)各类生态要素的作用效果,在创新构想产生、创新扩散、落地应用三个创新行为阶段存在何种阶段性差异?

3)哪些生态要素并非一般性驱动因素,而是制约农业科技人才创新行为的瓶颈要素?本文所指“瓶颈”属于必要型生态条件:若该要素存在短板,对应阶段的创新活动便无法有效维系与推进。

研究亮点

本研究在农业创新生态系统相关领域形成三点理论边际贡献。

第一,本文将分析重心从生态系统架构设计与统筹治理转向核心主体的分阶段创新行为。现有研究多阐释农业创新生态系统如何搭建组织架构、开展协同运行与转型升级,而本研究厘清生态系统各类外部条件如何转化为农业科技人才创新构想产生、创新扩散、落地实施三类具体行为。

第二,本研究提出生态系统支撑作用具有阶段敏感性,并非在创新全过程产生均质叠加影响。研究区分普惠性驱动因素与阶段性瓶颈约束,证实各类生态要素在创新全链条不同阶段的作用模式存在显著差异。

第三,本文检验风险管理能力的中介效应,从内在机制层面解释生态系统条件何以转化为持续性创新行为。方法层面,本研究融合结构方程模型(SEM)与必要条件分析(NCA),有效区分变量净效应与必要前提条件,更为精准地揭示农业创新生态系统在不同创新阶段对创新活动的赋能机制与约束机制。

研究结果

研究假说:

H1:基础设施支撑对农业科技人才创新构想产生、创新扩散及落地实施行为均存在显著正向影响。

H2:资源支撑对农业科技人才创新构想产生、创新扩散及落地实施行为均具有显著正向影响。

H3:网络支撑对农业科技人才创新构想产生、创新扩散及落地实施行为均具有显著正向影响。

1.主效应回归分析

在相关性分析基础上,本文分别针对基础设施、政策资源支撑、知识密度、互动型网络、开放式网络五个自变量,与创新构想产生、创新扩散、创新落地实施三项因变量开展回归分析,以此检验研究假设,回归结果如表3所示。回归结果显示:基础设施、政策资源支撑、知识密度、互动型网络与开放式网络,对创新产生、创新扩散、创新实施三个阶段均存在显著正向作用。为规避回归模型存在严重多重共线性问题,本研究对各模型逐一开展多重共线性检验。参照O'Brien(2007)判定标准:平均方差膨胀因子(MVIF)大于10则判定存在多重共线性。本研究所有模型平均方差膨胀因子均小于1.83,说明变量间不存在多重共线性问题。据此,假设H1、H2、H3全部得到验证。

2.中介效应检验

创新活动开展过程中,创新风险的产生难以避免。创新风险理论认为,从创新主体视角来看,创新风险包含技术风险、市场风险、资金风险、政策风险、生产风险与管理风险,各类风险内部又可细化为多个具体构成要素。从基础支撑条件来看,完善的基础设施能够在一定程度上缓解技术创新面临的生产类风险,化解创新落地实施阶段规模化投产受阻、生产周期过长、生产成本偏高各类难题,为乡村创新主体形成兜底保障,进而提升其风险研判意识,使其在创新相关决策中做出果断判断。据此,本文提出以下假说:

H1a:风险管理能力在基础设施影响创新构想产生、创新扩散、创新落地实施的三个路径中均发挥中介作用。

从资源支撑层面来看,政策资源和基础设施类似,都能为乡村农业科技人才培育创新行为起到兜底保障作用。但二者存在差异:基础设施侧重保障功能,政策资源兼具保障与激励双重属性。高强度政策资源扶持能够帮助创新主体对冲政策风险与资金风险。具体而言,政策资源契合国家宏观政策导向,针对性的政策投入有助于统筹化解复杂难题、回应多方利益诉求;同时加快各类要素配置效率,缓解乡村人才培育过程中的资金压力,进而提升主体风险管理水平。而知识密集型环境则区别于基础设施与政策资源,可为行业内部提供专业化、高强度技术支撑,降低创新活动面临的技术风险。具体体现在缓解新技术研发难度大、关键技术存在短板、核心技术难以突破等困境,破除各类技术壁垒,补齐试验场地、仪器设备、配套工具不足等现实短板。基于以上分析,本文提出如下假说:

H2a:风险管理能力在资源支撑作用于创新构想产生、创新扩散、创新落地实施的三条路径中均存在中介效应。

从网络支撑层面来看,互动型网络与开放式网络对农业科技人才创新能力培育兼具保障、助推与支撑作用。互动型网络能够加快人才、机构、产业之间的交流频次,有效缓解乡村振兴过程中的各类管理风险,例如组织协同不足、部门间配合不畅、创新主体决策失误、研发进程受阻等问题。可以说,创新能力培育既离不开互动型网络的支撑,也离不开对管理风险的有效管控。开放式网络作为乡村人才与各类机构对接的重要沟通渠道,其完善能够有效对冲市场风险,具体体现在改善创新成果市场适配性、降低市场推广阻力、提升市场定位精准度等方面。开放式网络赋能能够显著提升乡村人才的风险管理水平,进而推动其创新能力成长。据此提出如下假说:

H3a:风险管理能力在网络支撑影响创新构想产生、创新扩散、创新落地实施的三个路径中均发挥中介效应。

针对中介效应模型,本文采用逐步回归三步法检验风险管理能力的中介作用,并运用Bootstrap法对样本数据进行1000次随机抽样检验。本文首先检验创新构想产生阶段的中介效应,结果如表4所示。在该阶段,全部自变量(X1—X5)对风险意识均存在显著正向影响,说明基础设施(X1)、政策资源支撑(X2)、知识密度(X3)、开放式网络(X4)与互动型网络(X5)均可显著提升主体风险意识。以基础设施(X1)为例,其回归系数为0.647***(t值=7.01),印证基础设施在创新构想产生阶段能够正向助推风险意识提升。在创新扩散阶段与创新落地实施阶段,各变量回归系数同样全部显著为正,表明政策资源支撑、知识密度、开放式网络、互动型网络在创新全流程中均与风险意识呈正向关联。综上可知,各类影响因素在创新不同阶段均对风险意识培育发挥正向驱动作用。

3.必要条件分析

3.1.必要条件分析步骤

本研究借助R软件中的必要条件分析(NCA)模型,针对五个影响因素分别与创新构想产生、创新扩散、创新落地实施之间的作用关系开展必要条件分析。研究采用两种上限分析方法求解上限包络线(CE-FDH)与上限回归曲线(CR-FDH)(Dul,2016),具体结果详见表5、附录表2、图2、图3及图4。

3.2.模型估计与判定标准

所有散点图的包络线均向样本观测点左上方延伸,图中虽存在少量空白区域,但空白占比极低。在此基础上,本研究进一步利用必要条件分析(NCA)测算模型精确度、上限区域、变量取值区间、效应量(d)以及显著性水平。图2、图3、图4中的包络上限(CE)几乎囊括全部观测样本,意味着模型估计精确度接近100%。参照Dul(2016)提出的判定准则:当p<0.01时,该变量判定为必要条件,效应量d则用于表征变量的必要程度强弱。

3.3.分阶段必要条件分析结果

研究结果表明,各类必要条件存在明显的阶段异质性。

在创新构想产生阶段:基础设施在CE、CR两种测算方式下的效应量分别为0.306、0.317,均在1%统计水平显著,属于高强度必要条件;开放式网络、互动型网络同样在两种方法下显著,但效应量均小于0.1,仅为低强度必要条件。

在创新扩散阶段:知识密度在CE、CR测算下效应量依次为0.046、0.023,均通过1%显著性检验,为低强度必要条件;开放式网络在两种方法下均在5%水平显著,同样归为低强度必要条件;互动型网络两种检验结果均显著,且效应量小于0.1,同样是低强度必要条件。

在创新落地实施阶段:基础设施、开放式网络、互动型网络均为低强度必要条件。其中基础设施虽未达到1%显著性水平,但两种检验下均在5%水平显著,仍可判定为低强度必要条件。

综上,经CE与CR两种方法相互印证可知,创新三阶段对应的必要条件存在明显差异,各阶段起约束作用的关键影响要素各不相同。
研究展望

本研究存在若干不足之处。第一,调研样本仅选取安徽省254名农业科技人才,采用两期配对问卷调查方式获取数据,因此研究结论仅能一定程度反映该区域政策环境、农技推广体系与基础设施禀赋特征,难以代表全国范围农业创新生态系统的普遍规律。第二,本研究数据主要依托受访者主观自评问卷,若调研对象对生态系统环境与自身创新行为均倾向于做出正向评价,可能人为高估变量间相关程度。第三,虽然两期调研设计能够一定程度实现变量时序区分,但仍属于观察性研究,无法完整刻画个体创新行为随时间在不同创新阶段间动态演进的全过程。

未来可从以下方向拓展研究:在其他省份或国别场景检验本理论模型;将问卷调研数据与客观统计指标相结合;采用更长周期面板数据或混合研究方法,更为直观地探究创新阶段之间的转化机理。

初审:胡锦华

审核:徐彩瑶

排版编辑:袁立夫

文献推荐人:袁立夫

参考文献:Xiafang Shi, Ziyu Zhou, Zheng Wang, Jie Zhang, Yifeng Wu, Stage-specific drivers and bottlenecks in agricultural innovation ecosystems: Evidence from agricultural science and technology professionals' three-stage innovation behavior, Agricultural Systems, Volume 237, 2026, 104836, ISSN 0308-521X.

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【数字生态与绿色发展学术团队】Stage-specific drivers and bottlenecks in agricultural innovation ecosystems: Evidence from agricultural science and technology professionals' three-stage innovation behavior .pdf

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