基于超效率DEA和Malmquist指数的河北省农业生产效率分析

2014-01-16王亚坤王慧军

东北农业大学学报(社会科学版) 2014年3期

关键词：生产率河北省要素

王亚坤王慧军,2 姜冰

（1.东北农业大学，黑龙江哈尔滨 150030；2.河北省农林科学院，河北石家庄 050031）

基于超效率DEA和Malmquist指数的河北省农业生产效率分析

王亚坤1王慧军1,2姜冰1

（1.东北农业大学，黑龙江哈尔滨 150030；2.河北省农林科学院，河北石家庄 050031）

运用超效率DEA模型和曼奎斯特（Malmquist）指数法，分别从静态和动态两个角度，对河北省11个行政市农业生产效率进行测算和分析。研究表明2009年以前14年间河北省农业全要素生产率的增长是农业技术进步和技术效率共同作用的结果。技术进步变动趋势与技术效率变动趋势相反。河北省11个行政市农业生产效率发展不平衡。唐山市、石家庄市、保定市、承德市、张家口市、邢台市、廊坊市为DEA有效；衡水市、沧州市、秦皇岛市、邯郸市为DEA非有效，在一定程度上存在投入冗余。

河北省；农业生产效率；超效率DEA；Malmquist指数

一、引言

提高农业生产效率是保障农产品供给、粮食安全、发展现代农业、增加农民收入及推进社会主义新农村建设的必然要求，是增加农民收入及推进社会主义新农村建设最为有效的途径。未来农业增长只有依靠包括效率进步、技术进步在内的生产率的不断提高，才能实现农业的可持续发展。因此，农业生产效率问题的研究成为农业增长研究的关键，同时也成为农业技术经济研究的热点问题。

生产率测算关键在于生产前沿函数的确定。经济学中主要采用两类方法对其进行估计，即以随机前沿分析（SFA）为代表的参数法和以数据包络分析（DEA）为代表的非参数法。由于DEA利用线性规划方法进行运算，避免了模型设定偏误、联立方程组偏差和对残差分布进行解释等限制。用DEA方法对农业效率进行研究的相关文献中，高强等[1]运用DEA（数据包络分析）方法对山东省17地市1993—2008年16年间的农业生产效率进行实证分析，金怀玉等[2]对安徽省农业技术效率变动进行了实证分析，陈遵一[3]对安徽农业生态效率进行了评价，唐尧艳等[4]对海南省农业生产效率进行分析。

众多农业经济学家对农业生产效率问题进行过研究，其中对全要素生产率的测算是广泛采用的方法之一。林毅夫[5]对我国1979—1988年间农业产出增长进行测算，认为其中48.46%来源于全要素生产率增长的贡献；陈卫平[6]研究了1990—2003年间中国农业全要素生产率；王珏等[7]对我国1992—2007年间的农业全要素生产率进行了测算；王兵等[8]对我国1995—2008年间的农业效率和农业全要素生产率进行了测算；潘丹等[9]对我国1978—2008年间的农业全要素生产率进行了测算；洪建军等[10]、何新安等[11]、李立清等[12]、刘战伟等[13]分别对不同地区农业全要素生产率进行了研究。由此可知，用全要素生产率方法研究农业生产效率问题已经得到众多学者的认可。运用全要素生产率方法，不仅可以考查农业生产效率的动态变化情况，而且有助于分析农业生产效率变化原因。对该变化原因进行分解，即在规模报酬不变的假设前提下，全要素生产率可以分解为技术效率和技术进步，同时技术效率还可分解为纯技术效率和规模效率。将技术效率变化进一步分解为纯技术效率变化和规模效率变化，能够得到全要素生产率变化，进而获取更有价值的信息。全要素生产率各个分量的数值如果大于1，说明具有正向进步性变化，反之则说明存在反向变化。因此，通过对河北省农业生产全要素生产率的测算可以对河北省整体农业生产效率的动态变化情况进行深入考查。

本文对河北省各个行政市的农业生产效率进行测算和分析，以期对河北省农业生产效率进行全面细致的研究。众所周知，用普通DEA模型计算得出来模型效率范围在0～1之间，这一模型的缺点只能区别出有效率和无效率的单位，而对有效率的单位无法进行排序，也就是对于很多效率等于1的单位无法进行有效比较。在对各个行政市农业生产效率分析时，为了对其效率有效排序，采用超效率DEA模型进行计算。超效率DEA模型允许效率值超过1，可以对DEA有效单元做进一步分析。

二、指标选取与数据来源

（一）指标选取

根据河北省的行政区划，河北省全省现设石家庄、唐山、邯郸、秦皇岛、保定、张家口、承德、廊坊、沧州、衡水、邢台11个地级市，本文选取以上11个市作为决策单元。

影响农业的因素可分为自然因素和人为因素两大类。自然因素对农业生产的影响非常显著，可从气候、水源、地形、土壤等方面得以体现；人为因素可分为生产投入因素和政策因素两方面。本文主要从生产投入因素方面进行研究。农业生产的投入可以分解为土地投入、资本投入和劳动力投入三部分。鉴于统计数据的可获得性，主要考虑农业生产投入中农业生产劳动力投入（单位：人）、农业播种面积（单位：公顷）、农业机械总动力（单位：千瓦）、农用化肥施用量（按折纯法计算，单位：吨）、农膜使用量（单位：吨）、农用柴油消耗量（单位：吨）6大因素。本文选取农业产值（单位：万元）作为农业产出指标。

（二）数据来源

通过对1997—2012年《河北农村统计年鉴》中相关数据的整理，发现投入指标中农业播种面积、农业机械总动力、农用化肥施用量（按折纯法计算）、农膜使用量、农用柴油消耗量，产出指标农业产值6个指标均有2012年统计数据可查，但农业生产劳动力投入数据从2010年开始缺失。因此，本文选取1996—2009年河北农业生产的数据为基础数据。对其中农业产值数据，根据历年农业产值指数，以1996年为基年进行平减调整。

三、结果分析

（一）超效率DEA分析

在规模报酬不变条件下，基于超效率DEA方法，运用DEA excel solver软件对1996—2009年河北省11个行政市农业投入产出数据进行计算，得到14年的效率及均值情况（见表1）。与DEA基本模型计算不同的是，超效率DEA的计算结果使得许多DEA基本模型效率值为1的有效单元有了新的效率得分，DEA基本模型的有效单元排序问题得以解决。从表1数据可以看出，河北省各个市农业生产效率发展不平衡。各市农业生产超效率DEA效率值的计算结果中平均效率值大于l的有7个，效率值由大到小排序为：唐山、石家庄、保定、承德、张家口、邢台、廊坊，这7个市的农业生产效率值分别为1.567、1.414、1.103、1.081、1.051、1.048和1.022，表明这7个市的农业生产效率相对较高，即使等比例分别增加56.7%、41.4%、10.3%、8.1%、5.1%、4.8%和2.2%的投入，在所有决策单元集合中仍能保持相对有效。其他4个市效率均值小于1，即为DEA非有效，说明存在一定程度投入冗余。效率值由大到小排序为：衡水、沧州、秦皇岛、邯郸，其农业生产效率值分别为0.879、0.842、0.815、0.751，这4个市农业生产效率相对较低，说明各市分别多消耗投入资源12.1%、15.8%、18.5%、24.9%。农业生产效率值最低的邯郸市只有0.751，与最高值唐山市相差一倍有余，说明河北省各市间的农业生产效率差异很大。从分区域角度来看，河北省环京津地区农业生产效率普遍较高。与京津地理接壤的6个市中，仅沧州市效率值小于1，其余各市中唐山、保定、承德、张家口和廊坊农业生产超效率DEA效率值均大于1，环京津6市的农业生产超效率DEA效率值均值为1.111，其余5市农业生产超效率DEA效率值均值为0.981。各市农业生产效率值的高低与经济综合实力、交通、地理位置、资源等因素有关。唐山市、石家庄市因为社会经济条件优越、交通便利、市场区位条件好，成为河北省农业生产效率较高的地区。尽管沧州市的沧州港已建成开港，但由于时间尚短，对沧州市经济发展的促进作用还不明显，加之此区域经济发展基础薄弱，市场化进程缓慢，严重制约其经济发展速度。

表1 1996—2009年河北省各市农业生产超效率水平情况

（二）Malmquist指数分析

采用基于投入的固定规模报酬（CRS）假设的DEA模型，应用DEAP2.1软件计算，得到1996—2009年河北省农业生产全要素生产率及分解情况，具体计算结果见表2。由1996—2009年间河北农业全要素生产率变动情况可以看出，在14年间河北省农业全要素生产率均值为0.999，河北省农业全要素生产率总体呈波动趋势。根据1996—2009年河北省农业生产全要素生产率情况，将河北农业全要素生产率变动过程分为两个时期：波动增长期和稳定增长期。

1996—2005年为波动增长期。从“九五”时期开始，随着全国农业市场化改革的不断深入，各种问题不断涌现，农业经济在摸索中前进。农业全要素生产率变动验证了这种趋势，这一时期的河北农业全要素生产率在增长和下降中不断波动。受非典影响，2003年波动最大，全要素生产率下降了6.3%，农业生产易受冲击和抗冲击或风险能力差的弱质性得到充分体现。除2003年外，其余年份增长或下降幅度都不大。

2005—2009年为稳定增长期。这一时期河北省农业生产全要素生产率处于稳定增长趋势，2006—2008年间，农业全要素生产率保持在10%以上的增长。这一阶段国家对农业农村的一系列政策措施发挥效用，农业生产度过反复、波动的增长期进入持续、稳定的增长期。

从全要素生产率的结构上看，14年间河北省农业全要素生产率的增长是农业技术进步和技术效率共同作用的结果，河北省农业技术效率均值大于1，对农业全要素生产率的增长起积极促进作用，技术效率的增长则来源于规模效率的提升，河北省农业规模效率年均增长3%，河北省农业技术进步均值小于1。具体分析技术效率和技术进步历年变动情况，可以看出技术进步变动趋势与技术效率变动趋势相反。在技术进步对全要素生产率促进作用发挥的同时，总会遇到农业技术效率下降带来的负面影响。

通过进一步对技术效率变化的分解，可以看出纯技术效率是影响技术效率的直接障碍。农业劳动力转移及耕地面积减少在一定程度上可以提升农业纯技术效率，但是对农田水利灌溉、农村电力等基础设施的公共投资，才是从根本上制约农业纯技术效率的因素。河北省农民素质低、农业经营的分散化、土地的零碎化以及基础设施公共投资不足等都是影响农业纯技术效率增长的重要因素。由于农民学习新知识的意识比较薄弱，在合理使用机械动力、合理施肥等方面存在问题，致使效率提高较慢。河北省的农业生产经营方式基本属于粗放型，农业生产集约化程度低，物资消耗大，资源利用率低，这些因素最终导致河北省农业生产纯技术效率下降，进而拉低农业技术效率以及全要素生产率。

从河北省各市农业生产效率的动态变化以及对相关因素进行分解的情况看，1996—2009年间河北省各市技术效率、技术进步及全要素生产率均值均小于1，说明河北省农业整体农业生产没有出现增长，呈略微倒退状态。全要素生产率进步和倒退市间差距不太明显，全要素生产率值最低市为邢台，值为0.948，与全要素生产率值最高的秦皇岛市相差0.08。全要素生产率值由高到低分别为秦皇岛、廊坊、石家庄、沧州、张家口和衡水市，除衡水市外，其余各市效率分解均大于1，说明全要素生产率有增长，需要技术效率和技术进步的共同作用。从具体各指标分解情况来看，邯郸技术效率值最高为1.014，秦皇岛技术效率值为1.013，说明邯郸、秦皇岛两市技术效率水平较高，邢台、衡水等农业生产技术效率水平较低的市，应总结经验努力提高农业生产技术效率。技术效率值最高的是廊坊市，技术进步值为1.026，技术效率值最低的是承德市，技术进步值为0.968，差为0.058，差距较为显著，承德、邢台、邯郸、保定等技术进步较低的市应加强农业科技的研发和引进，提高农业技术水平。

表2 河北省1996—2009年农业全要素生产率及构成

为进一步研究农业全要素生产率的年度变化情况以及分析农业生产效率先进市与落后市之间的差异，分别对全要素生产率值排名第一位的秦皇岛市和全要素生产率值排名最后一位的邢台市历年各指标值进行对比分析。从图1秦皇岛和邢台两市全要素生产率历年变动情况来看，无论是农业生产效率先进市与落后市，农业生产全要素生产率都随着时间的变动存在大幅波动情况，这与全省农业全要素生产率总体呈波动趋势一致。从变化趋势来看，秦皇岛与邢台两市的全要素生产率总体变化趋势也较一致。秦皇岛市的农业生产全要素生产率最高值为1.375，最低值为0.728，最高值和最低值的差距为0.647，邢台市的农业生产全要素生产率最高值为1.47，最低值为0.62，最高值和最低值相差0.85，邢台市农业生产全要素生产率最高值和最低值的差高于秦皇岛市。

表3 河北省1996—2009年11市农业全要素生产率及构成

图1 1996—2009年间全要素生产率变动情况（秦皇岛市、邢台市对比）

从秦皇岛和邢台两市农业生产技术效率历年变动情况来看（见图2），秦皇岛市的农业生产技术效率随时间变化呈总体波动增长趋势，邢台市农业生产技术效率变动幅度跟秦皇岛市相比，变化不定。其中秦皇岛市的农业生产技术效率最高值为1.159，最低值为0.917，最高值和最低值相差0.242，邢台市的农业生产技术效率最高值为1.373，最低值为0.679，最高值和最低值相差0.694。从秦皇岛和邢台两市农业生产技术效率历年变动情况可以看出，在当前通信、交通等环境不断改善以及农业技术推广工作不断推进的情况下，农业生产技术效率先进市和落后市之间仍存在一定差距。

四、结论与对策

（一）主要结论

将超效率DEA和Malmquist生产率指数结合对河北省农业生产效率水平进行静态和动态的研究结果表明：河北省各个市农业生产效率发展不平衡；全要素生产率的增长是技术进步和技术效率共同作用的结果；各市间全要素生产率差距不大；农业生产全要素生产率波动是共性。

（二）对策建议

要提升河北农业的生产效率，必须在注重技术进步的同时，注重提高技术效率。这对衡水、沧州、秦皇岛、邯郸4市尤为重要。加大农业基础设施投入水平，培育农业公司、种养大户、专业合作组织等新型农业经营主体，实现规模化、标准化生产。同时，构建以国家公益性推广机构为主体，科研单位、大专院校、涉农企业、专业合作组织共同参与的多元化农业服务体系，全方位为农民提供信息、技术与决策服务，从质量上全面提升农业发展水平。

1.提高农业劳动力素质。张宁等[14]学者的研究已证实劳动者素质的提高使农业生产技术效率随之提高，因此提高农业劳动者的素质是提高农业生产效率的必然选择。目前河北省农业劳动力素质整体偏低，据河北省农村劳动力文化程度情况（见表4）显示，只有60%左右的农村劳动力为初中文化程度，小学文化程度的劳动力仍占较大比例，文化程度相对较高的劳动力转移到城镇，先进的农业生产技术很难得到大面积推广，农业生产所需劳动力后劲不足，抑制农业生产效率的提高。

图2 1996—2009年间技术效率变动情况（秦皇岛市、邢台市对比）

表4 河北省农村家庭劳动力文化程度状况（单位：人）

为尽快提高劳动者生产素质，针对农业劳动者基础差、层次多的特点，可采用“一事一训”的广普性劳动者技能培训，有针对性地进行培训，从而提高劳动者参与的积极性。在培训模式上可采用“田间教室”模式，把课堂搬到田间地头，进行“现场直播”。注重解决农业生产中实践性、关键性、技术性的问题，理论联系实际，授课形式要更灵活，授课内容要具实际操作性，做到实际、实用、实效。

2.加强农业科研投入与技术推广。近年来河北省各项农业技术不断创新和推广，使农业科技贡献率明显提高，但仍然面临科技水平低、投入不足等问题，已成为制约农业生产效率提高的主要障碍。因此，河北省应加快实现农业生产增长方式由“资源依赖型”向“科技依存型”转变；围绕《河北省农业科技发展“十二五”规划》确定的农业科技创新重点领域，不断增加农业科研与技术推广经费投入，加强重点农业技术的攻关，推动新兴重点产业领域的技术攻关与技术综合集成应用，尤其要加快蔬菜产业、果品产业和畜牧产业三大支柱产业的技术攻关，要继续做好提高粮食产量的技术攻关；同时加快农业科技转化与应用力度，利用地理位置优势并依托河北农业大学、河北省农林科学院等农业院校和科研部门，加强与北京、天津两地农业科研部门、农业院校的交流与合作，联合有实力的农业龙头企业，积极开展农业科技成果展示和技术示范活动，通过各种有效的技术服务平台普及农业科学技术，提高农业生产技术水平。

3.加强农业基础设施建设。农业生产面临着巨大的自然风险，需要加大农业基础设施的投入，提高农业抵御自然风险的能力。由于农业基础设施的公共性特征，政府是农业基础设施建设的最主要承担者。因此要加强农业基础设施建设，必须要加大政府基础设施建设的资金投入。在加大政府投资力度的同时，充分调动社会资本和农民群众参与建设，形成政府、社会、农民三方共同投入的合力，要深化农业基础设施产权制度改革，按照国家发改委提出的“谁投资，谁拥有，谁受益，谁负责”的原则，明确所有权和使用权，吸引民间资本参与经营性农业基础设施建设。农业基础设施建设要关注重点领域。在水利设施建设方面，针对河北省人均耕地面积少，地块分散及水资源短缺的实际情况，加快发展小型农田水利，重点建设田间末级灌排沟渠、机井、泵站等配套设施，大力发展节水灌溉和旱作农业，扩大节水抗旱设备补贴范围，引导农民合理有效利用灌溉水资源。在中低产田改造方面，要通过改造，大幅度提高高产田的比重，鼓励农民开展土壤改良、推广测土配方施肥和保护性耕作、提高耕地质量，积极开展深松深耕、保护性耕作。加强山区农业基础设施建设，针对河北省山区占全省国土面积比重大的特点，合理布局、科学决策山区农业基础设施建设。

4.重视农业信息化建设。应尽快转变河北省农业信息技术研究与农业生产需求严重脱节的局面，加大对现有信息资源的整合和开发，建立健全农村信息服务网络体系，形成信息技术研究与推广的良性循环机制。各农业科研与推广单位应加强与省内及省外先进地区的交流和合作，充分吸收与利用发达地区的先进信息技术成果，使农业信息实现有效共享。

［1］高强,丁慧媛.山东省现代化进程中农业生产效率测算与分析——基于1993—2008年数据的DEA模型实证分析[J].中国农学通报,2012(8).

［2］金怀玉,菅利荣,焦立新.安徽省农业技术效率变动的实证分析[J].中国科技论坛,2011(7).

［3］陈遵一.安徽农业生态效率评价——基于DEA方法的实证分析[J].安徽农业科学,2012(17).

［4］唐尧艳,蔡对.海南省农业生产效率的DEA分析[J].安徽农业科学,2011(20).

［5］林毅夫.制度、技术与中国农业发展[M].上海:上海三联书店, 1992.

［6］陈卫平.中国农业生产率增长、技术进步与效率变化:1990—2003年[J].中国农村观察,2006(1).

［7］王珏,宋文飞,韩先锋.中国地区农业全要素生产率及其影响因素的空间计量分析——基于1992—2007年省域空间面板数据[J].中国农村经济,2010(8).

［8］王兵,杨华,朱宁.中国各省份农业效率和全要素生产率增长——基于SBM方向性距离函数的实证分析[J].南方经济, 2011(10).

［9］潘丹,应瑞瑶.中国农业全要素生产率增长的时空变异:基于文献的再研究[J].经济地理,2012(7).

［10］洪建军,杨贤智,侯建国,等.科技进步对广东农业发展作用的研究[J].广东农业科学,2005(3).

［11］何新安,熊启泉,刘莹丰.1993—2005年广东农业生产率的变动与分解——基于Malmquist生产率指数的实证分析[J].南方经济,2009(2).

［12］李立清,周贤君.湖南各地市农业全要素生产率变动实证分析[J].湖南农业大学学报（社会科学版）,2010(6).