河南省农业生产效率的DEA分析

付争艳, 王艺桥, 王瑞彬, 唐华仓

(河南农业大学经济与管理学院，河南 郑州 450000)

河南省农业生产效率的DEA分析

付争艳, 王艺桥, 王瑞彬, 唐华仓

(河南农业大学经济与管理学院，河南 郑州 450000)

采用2012年河南省 18 个省辖市的数据，运用数据包络分析(DEA)方法分析了河南省各个市农业生产的综合技术效率、纯技术效率和规模效率.结果表明，鹤壁等 8 个省辖市的纯技术效率为 1 ，其中鹤壁和信阳的综合技术效率最优，规模无效率能够制约综合技术效率的进一步提升；同时，经济条件、区域和自然资源禀赋等也会导致农业生产效率的不同.

河南省；数据包络分析；农业生产效率

2013-12召开的中央经济工作会议把保障国家粮食安全列为 2014 年经济工作的第 1 项主要任务，而提高农业生产效率是提高农业综合生产力，保障国家粮食安全的重要途径.虽然 2013 年河南粮食增产7.5亿kg，实现“十连增”，但是随着河南省城镇化进程的加快，其人地矛盾日益突出，在一定程度上制约了河南省农业生产效率的提高.河南省是中国的粮食主产区之一，要确保河南省粮食生产安全，实现河南农业现代化，必须提高河南农业的生产效率，以最少的资源投入获取最大的产量，促进河南省的农业增长方式由粗放型向集约型转变.数据包络分析(DEA)方法最初由FARREL[1]提出，随后由运筹学家CHARNES等[2]以相对效率概念为基础研究并发展起一种针对多投入多产出生产单位的效率分析与评价方法.CHAME等[2]提出了基于投入的DEA模型(C2R模型)，并假设规模报酬不变.决策单元生产效率的大小取决于2个因素：一是生产技术的潜力是否得到充分发挥，二是生产要素的投入规模是否合适.规模报酬不变(CRS)的DEA模型所测得的效率值，实际上包含了规模效率和技术效率2部分的内容，该模型假设决策单元都处于固定规模效率，忽略了规模效率对整体技术效率的影响.BANKER等[3]修改了上述缺陷，提出了可变规模报酬(VRS)的DEA模型(BC2模型)，这种模型所测算的效率是决策单元的纯技术效率，计算时可以排除规模效率的影响.近年来，数据包络分析(DEA)方法已被广泛应用于生产效率的研究，在中国农业领域内的应用有农业全要素生产率(TFP)的增长分析[4]，小麦、水稻、玉米和棉花等[5～8]部分农产品生产效率分析及农业结构效率分析[9]等等.为探讨提高河南农业生产效率的途径，本研究将采用DEA方法对河南省 18 个省辖市的农业生产效率进行分析，研究旨在为河南省各省辖市提高农业生产效率提供一定的参考.

1 理论模型及数据选择

1.1模型的选取

DEA模型的形式有多种，本研究将基于可变规模报酬的DEA(BC2)模型从投入角度对河南省 18 个省辖市农业生产效率进行分析.与传统的统计计量方法相比，DEA方法最大的优点是不需要一个预先已知的生产函数，不必事先确定各指标的权重，也不受投入、产出指标量纲的影响. 假设有K个决策单元DMU，每个决策单元有M种投入要素，生产N种产品，可变规模报酬(VRS)模型可表述为：

(1)

式中：λj是赋予各个决策单元的权重；θv是一个标量，表示基于可变规模报酬下决策单元的效率值，其取值在0～1；X0，Y0表示被评价决策单元的投入和产出向量，Xj= (x1j,x2j…)T>0(j=1…K)为投入向量，xij为第j个决策单元对第i种类型输入的投入总量，xij>0；Yj= (y1j,y2j…yNj)T>0(j=1…K)为产出向量，yij为第j个决策单元对第i种类型输出的产出总量，yij>0.对(1)式中加入非有效决策单元进行调整的松弛变量IS或OS，(1)式表述为[10]：

1.2指标选择及数据来源

农业生产主要包括土地、劳动力、资本和技术等4大要素.研究河南省农业生产效率，必须选择科学的指标体系，确保指标可以满足系统性要求，全面反映农业生产各领域的投入和产出.鉴于指标数据的可获得性及可靠性，本研究选取农作物播种面积(k hm2)、农业用工(万人)、农用机械总动力(万kW)、农用化肥折纯量(t) 4 个投入指标，粮食产量(万t) 1 个产出指标.以河南省 18 个省辖市为研究对象，对各个决策单元的生产效率进行分析，所选取的数据来源于2013 年《河南省统计年鉴》[11].

2 河南省农业生产效率状态分析

2.1模型计算结果及其分析

运用DEA 2.1软件对2012年河南省18个省辖市农业生产效率进行数据包络分析，结果如表1.

由表1可知，2012年河南省18个省辖市中，鹤壁、新乡、焦作、商丘、信阳、周口、驻马店和济源8个省辖市的纯技术效率都达到了1，说明8个省辖市位于生产前沿函数上，即无法通过改变现有的农业生产要素投入量来增加产出量.8个省辖市中只有鹤壁和信阳2个省辖市农业生产要素投入的纯技术效率、规模效率以及综合技术效率均为1，处于完全有效率的状态，表明这2个省辖市的农业生产处于最佳效率和最适合规模状态下，农业生产的管理能力、农业技术水平与其经营规模相适应，农业生产的综合技术效率位于前沿生产面上，能够促进农业的生产.新乡、焦作、商丘、周口、驻马店和济源6个省辖市的综合技术效率均小于1，这是因为决策单元生产效率的大小取决于2个因素：一是生产技术的潜力是否得到充分发挥，二是生产要素的投入规模是否合适.因此，综合技术效率不仅受到纯技术效率的影响，还受到规模效率的制约，即综合技术效率=纯技术效率×规模效率.可见，上述6个省辖市综合技术无效率是由规模无效率引起的.

表1 2012年河南省 18 个省辖市农业生产效率Table 1 The efficiency of agricultural production in 18 cities of Henan Province in 2012

规模效率是指各个DMU投入和产出的比例是否适当.并不是所有的决策单元都处于不变规模阶段，处于规模报酬递减或者递增阶段的决策单元需要调整农业生产规模，使生产规模达到最佳状态.从表1可以看出，上述纯技术效率为1的8个省辖市中，只有鹤壁和信阳2个省辖市处于规模报酬不变阶段，表明2个省辖市的农业生产达到了最优规模，应保持目前的生产规模.新乡、焦作、商丘、周口、驻马店和济源6个省辖市的规模效率都小于1，除济源处于规模报酬递增阶段外，其余5个省辖市都处于规模报酬递减阶段.对此，可以通过提高其规模效率来提高这些市农业生产效率.例如，济源市处于规模报酬递增阶段，应该扩大农业生产规模，使其综合技术效率达到最有效状态；新乡等5个省辖市处于规模报酬递减阶段，这些市产量增加的比例小于生产投入要素增加的比例，因此这些市应该调整农业生产要素的投入效率，确定适当的农业生产规模，提高当地的农业成本收益率.

郑州、开封、洛阳、平顶山、安阳、濮阳、许昌、漯河、三门峡和南阳10个省辖市的纯技术效率和规模效率都小于1，表明这些市没有充分发挥农业生产经营性，要提高其综合技术效率，必须合理调整农业生产要素的投入水平，在追求最大产出化的前提下，还要不断的提高纯技术效率和规模效率，通过调整投入量达到最佳效率和最优规模.

2.2提高河南省农业生产效率的方法

DEA方法不仅能够说明某个决策单元是否处于有效状态，还能够给出具体的改进策略.表2给出了非有效单元的生产要素投入改进的参考办法，其中，径向调整量表示由于技术无效率导致的投入损失；松弛调整量表示由于投资结构失衡导致的投入损失；目标值则是在原始值减去径向调整量和松弛调整量后的差额，表示的是非有效决策单元通过改进达到最佳效率时的投入值.从表2可以看出，不同省辖市的农业生产效率存在较大的差别.

在10个非有效决策单元中，安阳、濮阳、许昌和漯河4个省辖市的纯技术效率都达到了0.9以上，说明该市的农业生产效率已经接近最优，这些市作为河南省的粮食主产区，保持较高的农业生产效率能够有效地促进了河南省粮食不断增产.从结构方面来看，这些市的农作物播种面积和农用机械总动力基本处于最优状态，表明这些市对耕地及农用机械达到了充分利用，利用效率较优.然而，这些市在农业用工及农用化肥折纯量上却存在较大的投入松弛，表明在农业用工及农用化肥这些资源上存在较大的浪费.因此，对于上述4个省辖市，应该保持现有农作物播种面积及农用机械总动力投入，相应的缩减农业用工及农用化肥要素的投入.

表2 非有效决策单元的投入改进参考值Table 2 Projection of input of the noneffective decision making unit

郑州、开封和洛阳3个省辖市与上述市不同，虽然这3个省辖市的经济比较发达，但是可能由于经济的快速发展挤占了部分农业资源，导致其纯技术效率都比较低，例如郑州市的纯技术效率只有0.587，是河南省18个省辖市中纯技术效率最低的市，开封和洛阳的纯技术效率也只有0.753和0.817.此外，这些市在4种投入要素上都存在较大的溢出效率，然而从结构方面来看，郑州、开封和洛阳在农用化肥投入上都处于最优状态，表明这些市充分利用了农用化肥；在其他3种要素上基本都存在较大的投入松弛.同时，这些市农业生产规模又都处于递减报酬阶段，因此应该缩减生产规模，合理配置各种农业生产要素，在保证经济快速发展的同时，逐步提升农业生产效率.

平顶山和三门峡2个省辖市位于河南西部，由于其区域内多山，自然环境的限制使其不适宜发展农业生产，造成技术效率低下，从而使农业生产效率不高.另外，由于地理环境等因素的影响，平顶山和三门峡在某些农业要素投入上也不尽合理，例如，2个省辖市的农业用工溢出都在52%左右，表明其面临着较大的农业劳动力转移问题；2个省辖市的农用化肥投入也分别溢出52%和35%，过多的化肥投入不仅造成资源浪费，还将对农业生态造成一定破坏.虽然平顶山和三门峡的农业生产无效率，但是其农业生产处于规模报酬递增阶段，只要因地制宜，合理配置农业生产要素，就能够提高农业生产效率.

分属长江、淮河、黄河3大水系的南阳，其纯技术效率只有0.695，是河南省除郑州之外最低的市.南阳紧邻豫西山地和大别山，盆地边缘分布有波状起伏岗地，地理环境不利于南阳实行大规模农业生产，造成南阳农用机械总动力溢出50%；盆地中部的冲积洪积和冲积湖积平原，气候温和、雨量充沛、土壤肥沃，农业生产要素不应过多依赖农用化肥.从结构上看，南阳盆地农作物播种面积处于最优状态，表明当地对耕地进行了充分利用；而在农用化肥上存在较大的投入要素松弛，竟然达到了48 434 t，远远超过其他市的化肥投入松弛量，从一定程度上说明当地农业生产过度使用农用化肥.南阳位于南阳盆地，当地的气候环境特别适宜农业生产，南阳也是河南粮食主产区之一，为进一步提高产量，该市应该尽快提高农业纯技术效率，进而提高农业生产率.

3 结论与建议

对河南省18个省辖市2012年农业生产效率的DEA分析，可以得出以下结论：1)河南省平均的综合技术效率、纯技术效率和规模效率分别达到0.812，0.898和0.905，表明河南省农业生产过程中的技术应用和种植规模已经达到比较好的发挥，但是还存在一定的上升空间.2)由于经济发展水平、区域条件、资源禀赋等条件的差异，河南省各省辖市的农业生产效率不同.鹤壁和信阳2个省辖市的农业生产条件较好，其农业生产效率达到了最优；郑州、开封和洛阳 3 个省辖市经济的快速发展挤占了部分农业资源，从而造成农业生产效率不高；平顶山和三门峡2地的生产效率低下主要由于自然条件的制约.3)综合技术效率同时受到纯技术效率和规模效率的影响，纯技术效率的提升是综合技术效率提高的源泉，而规模效率的低下则制约了综合技术效率的进一步提升.4)从结构方面来看，河南省农业生产在农业用工方面普遍存在投入松弛，可见河南省各个市应该努力解决好农村劳动力过剩的问题.针对上述结论，河南省各个市应该从加大科技进步、优化生产规模、合理配置农业资源和有效转移农村劳动力等方面提高农业生产率.

[1] FARE R, GROSSKOPF S, LOVELL C A K . Production frontiers[M]. London: Cambridge University Press, 1994.

[2] CHARNES A, COOPER W W, RHODES E. Measuring the efficiency of decisional making units[J]. European Journal of Operations Research[J]. 1978,2(6):429-444.

[3] BANKER R D, CHARNES A and COOPER W W. Some models for estimating technical and scale inefficiencies in data envelopment analysis[J]. Management Science, 1984,30(9):1078-1092.

[4] 顾 海，孟令杰.中国农业TFP的增长及其构成[J].数量经济技术经济研究，2002(10)：15-18.

[5] 张冬平，冯继红.我国小麦生产效率的DEA分析[J].农业技术经济，2005(3)：48-53.

[6] 杨 春，陆文聪.中国玉米生产率增长、技术进步与效率变化：1990—2004年[J].农业技术经济，2007(4)：34-40.

[7] 周 宏，褚保金.中国水稻生产效率的变动分析[J].中国农村经济，2003(12)：42-46.

[8] 朱希刚，张社梅，赵芝俊.我国棉花生产率变动分析[J].农业经济问题，2007(4)：9-13.

[9] 张冬平，袁 飞.农业结构效率的数据包络分析[J].农业技术经济，2001(3)：5-7.

[10] 魏权龄.数据包络分析[M].北京：科学出版社，2004:75-76.

[11] 国家统计局河南调查总队.河南统计年鉴2013[M].北京：中国统计出版社，2013.

(责任编辑：梁保松)

DataenvelopmentanalysisoftheefficiencyofagriculturalproductioninHenanProvince

FU Zheng-yan, WANG Yi-qiao, WANG Rui-bin, TANG Hua-cang
(College of Economics and Management, Henan Agricultural Univercity, Zhengzhou 450002, China)

Using data for 18 cities in Henan Province in 2012 and Data Envelopment Analysis, this paper studies the efficiency of agricultural production in 18 cities of Henan Province and calculates the comprehensive technical efficiency, the pure technical efficiency and the scale efficiency of each region. It is found that the pure technical efficiency of 8 areas such as Hebi was 1,and the comprehensive efficiency of Hebi and Xinyang achieved optimization. This indicated that the scale inefficiency can restrict the rising of the comprehensive efficiency. At the same time, the differences in economic conditions, regional development and natural resources endowent will lead to differences in efficiency of agricultural production.

Henan Province; data envelopment analysis; efficiency of agricultural production

1000-2340(2014)06-0790-05

TS 202

：A

2014-05-26

河南省政府决策研究招标课题(2012B290)

付争艳，1990年生，女，河南长垣人，硕士研究生，主要从事粮食安全研究.

唐华仓，1965年生，男，河南延津人，教授，硕士研究生导师.