湖北农业技术效率与全要素生产率研究——基于1995—2014年与江苏省的比较

程红莉，陈会玲，黄 恩

(武汉轻工大学 经济与管理学院，湖北 武汉 430023)

湖北农业技术效率与全要素生产率研究
——基于1995—2014年与江苏省的比较

程红莉，陈会玲，黄 恩

(武汉轻工大学 经济与管理学院，湖北 武汉 430023)

本文选取1995-2014年包括湖北在内的19省(东部6省、中部8省、西部5省)的农业投入产出数据，采用DEA-BBC以及超效率模型计算19省20年来农业技术效率的变化情况，并采用malmquist TFP指数对19个省自1995年以来的全要素生产率、技术进步以及效率改变情况进行分析。结果表明，湖北于2002年以前处于19省的平均效率以上，2002年以后一直低于平均效率。全要素增长率湖北则略低于19省平均值，技术进步率略高于19省平均值。同时，将湖北与19省中技术效率始终处于前沿且全要素增长率与技术进步率最高的江苏省在单位种植面积的财政投入以及其他各投入要素方面进行比较分析，旨在发现差距，为湖北省的农业发展提供政策建议。

技术效率；全要素生产率；农业；湖北；江苏

1 引言

改革开放以来，我国农业取得了举世瞩目的巨大成就，粮食、棉花、油料等主要农产品的每公顷产出由1985年的3483公斤、806.69公斤、1337.67公斤上升到2014 年的5385公斤、1463.25公斤、2497.70公斤，分别增长了54.6%、81.4%、86.7%[1]。农业生产率的演变引起了许多经济学家的关注，并探讨这些高增长背后的主要驱动力。

从相关文献来看，现有文献肯定了1978—1984年间中国农村制度变革对中国农业产出和全要素生产率增长的影响。如Fan (1991)[2]估计,制度变迁解释了中国农业生产率增长的63%,技术进步解释了剩下的37%。同时，现有文献认为, 1990年以来中国农业产出增长和全要素生产率增进主要来自中国农业技术进步。例如，周端明 (2009)[3](利用1978—2005年31个省的面板数据)、李谷成(2009)[4](利用1990—2003年31个省的面板数据)、周志专(2014)[5](利用1999—2012年31个省市区的投入产出数据)等都运用 DEA-Malmquist 生产率指数法对中国农业 TFP 增长的时间演变和省区空间分布进行了实证分析，结论都基本一致，即农业 TFP 增长较为显著，各省区之间的 TFP 增长差异较大，并呈现出明显的阶段性变化特征，TFP 增长主要归因于农业技术进步，技术效率状况改善的贡献很有限。湖北省是我国的农业大省之一，自然资源丰富，素有千湖之省，鱼米之乡的美誉。但农业生产效率与全要素增长率在全国居于中等水平。到底是什么原因，有什么可改进之处，本研究在分析湖北省近20年来农业生产效率与全要素增长率的基础上，重点对湖北省与江苏省进行比较研究，旨在找出差距，为湖北省的农业发展提供政策建议。

2 研究方法与数据处理

2.1 方法选取：DEA

评价系统效率的方法主要分为两类，一类是参数技术，如随机前沿方法(SFA)，一类是非参数技术，如数据包络分析方法(DEA)。两类方法各有其优势与不足，随机前沿技术充分考虑了随机误差和无效率因素对效率的影响，但其前提是正确设定函数模型；DEA方法有效地揭示了技术效率的内涵，无需对函数模型进行事先假定，是由A·Charnes于1978年提出的一种评价多投入、多产出指标决策单元的非参数统计方法[6]。即利用线性优化给出边界生产函数与距离函数的估算，无需预先主观给定具体生产函数形式和较难获取的相关要素价格等方面的信息，避免了较强的理论约束，提供了生产有效性分析的一种新途径。而且参数估计由于对模型形式的较强假设，离群数据的存在常使估计的鲁棒性减弱。由于参数估计的方法在一些实际应用中不足以充分刻画响应变量和相关共变量之间的潜在关系，所以在过去的二十年中，越来越多的学者将研究的兴趣投向无定型模型非参数估计的理论分析和实际应用。

本研究采取DEA方法中的以下几个模型：(1)产出导向的CRS以及超效率模型，即利用20年19省的截面数据测算规模报酬不变假设条件下决策单元的相对有效性问题，同时考察规模效率可变假设下的规模效率与纯技术效率，并进一步利用超效率模型对前沿面上的省份进行比较。(2)对面板数据用Malmquist 指数的几何平均值来测算各省份的全要素增长率(TFP)，并分解测度技术进步与效率改变。(3)将湖北与处于前沿面以及全要素增长率第一的江苏进行投入要素以及有关发展策略进行比较，找出差异，寻找发展对策。(具体的模型公式与原理在此由于篇幅限制略过。)

2.2 变量与数据处理

(1)指标选取

产出指标：选取各省农业总产值为产出指标，以1995年为不变价，乘以各年度相对于上一年份的(增长)指数，得到各年份以1995年为不变价的农业生产总值。

投入指标：包括①农业从业人数(万人)，因为统计年鉴中只有“农林牧渔业从业人员”或“第一产业从业人数”，因此采用第一产业从业人数×农业占比进行了换算；②农作物播种总面积(千公顷)；③农业机械总动力(万千瓦)；④有效灌溉面积(千公顷)；⑤化肥折纯法(万吨)；⑥农药施用量(折百量：万吨)；⑦农用塑料膜使用量(万吨)。此外还选取了受灾面积、农林水事务财政支出(亿元)、初中以上文化程度占比几个方面作为效率影响要素。其中，总受灾面积=受灾面积×15%+成灾面积×40%(受灾面积指因灾减产1成以上的农作物播种面积。成灾面积指因灾减产3成以上的农作物播种面积。)

(2) DMU 选定与数据来源

本次研究选取安徽、福建、广东、广西、河南、黑龙江、湖北、湖南、吉林、江苏、江西、山东、浙江、甘肃、贵州、辽宁、山西、陕西、云南19个省从1995年—2014年共20年的有关数据进行分析，数据来源于中国数据网(http://data.stats.gov.cn)和各省份的统计年鉴(中国统计年鉴所缺数据来自各省份的统计年鉴)。

3 实证结果分析

3.1 基于截面数据的技术效率分析

(1)19省的技术效率情况

将19省20年的数据分割为20个截面数据文件，采用软件DEAP2.1，采用产出导向模型。在规模不变模式下，这19个省份中，广东、江苏、浙江这三个省20年来始终处于效率值为1的前沿面上。采用规模可变模式，则20年来全为有效率的省份增加福建、吉林、贵州和辽宁四省，且20年来19省中始终有10—12个省份处于前沿面上，可能是投入变量较多的缘故。为了进一步比较一直处于前沿面上的广东、江苏、浙江这三省的效率，进一步采用maxdea1.0进行规模可变模式下的超效率计算，并与湖北这四个省各年份的超效率值绘成折线图(见图1)。从图1看，2007年以前，广东省农业生产率稳居第一，2007年以后，江苏省的效率值超越广东省，跃居第一。

(2)湖北省各年份的农业技术效率

将湖北省各年的技术效率值与19省的平均效率值进行比较(见图2)，可以发现，19省的平均效率是逐年下降的，同时，湖北省在19个省中的相对效率，在2005年以前是逐渐下降的，2005年以后，有了缓慢的回升，但仍低于2003年以前的相对位置，且在2001年以前，高于19省的平均效率，2002年以后，则低于19省的平均效率值。分解为纯技术效率(pech)和规模效率(sech)后，可以发现除了1995年与1997年，技术效率、纯技术效率以及规模效率达到1，其余年份都小于1。而2013、2014年份为规模递减，其他年份则处于规模效率递增阶段。从数据来看，播种面积从1995年的7413.71千公顷经过或增或减到2006年达到最低6900.59千公顷后逐年扩大，至2013、2014年超过8100千公顷。说明，湖北省要提高规模效率，不应继续扩大总的种植面积，重点在于高标准农田建设上。

图1 四省20年来的超效率折线图

图2 湖北与19省平均的技术效率比较图

3.2 基于面板数据的全要素增长率分析

对19省20年的面板数据进行Malmquist指数计算，得到19个省各年份的全要素生产率(TFP)、效率改变(effch)以及技术进步值(techch)。其中，湖北自1995年以来的TFP增长率平均为1.013(略低于19省平均值1.019)，2006年以来连续9年的增长率大于1，其中2006到2007年的TFP增长率为最高值，达到1.101。技术进步率平均为1.033(略高于13省平均值1.028)，有15个年份的技术进步值大于1，其中也是2006到2007年的技术进步值最高，达到1.057。效率改变平均为0.981(略低于平均值0.991)，有12个年份低于1，说明生产效率随着时间的推移并没有进步，反而略有降低，全要素增长率主要依赖于技术进步。而技术效率分解后的平均规模效率值，湖北省为0.997，说明湖北省的规模没有达到有效值。

19个省中，江苏与福建的全要素生产率最高，分别居第一和第二，其中，江苏的技术进步率第一，福建次之，而福建的效率增长率居第一，江苏居第二，具体数据见表1。

表1 全要素生产率结果表

效率改变技术进步纯技术效率规模效率全要素增长率福建1.0031.04511.0031.048江苏11.053111.05319省平均0.9911.0280.9940.9971.019湖北0.9811.0330.9830.9971.013

3.3 农业全要素生产率的影响因素分析

目前，对农业全要素增长率的影响因素的分析与选择上，主要有如下几个方面：(1)受灾面积占比。受灾面积对农业生产效率有负的影响，这一点基本得到了证实，本文采用变量受灾面积占比(disaster)表示；(2)农业财政投入、科研投入等。通常认为，农业财政投入、农业科研投入对农业增长具有促进作用。因为农业科研投入经费的数据不能直接获取而需从地方研发经费总投入中剥离，本研究采用农业财政投入强度，即财政投入增长率来表示,记为变量finputch；(3)农村劳动者受教育情况。有研究显示教育对农业TFP增长的影响不大[7]，基础教育水平(初中及以上文化程度劳动者所占比例)与农业生产效率正相关，但影响并不显著[8]。更深入一步，有研究显示[9]小学以下学历与农业TFP增长负相关[10]，初中教育对农业TFP增长有正向影响，高中及以上教育对农业TFP无显著影响。本研究采用初中及以上文化程度劳动者的增长率为变量，用edulevel表示。

面板数据包括了个体、指标和时间三个维度的信息,回归建模时有固定效应回归模型、随机效应回归模型和混合回归模型。混合估计模型就是各个截面估计方程的截距和斜率项都一样，随机效应模型和固定效应模型则认为回归方程估计结果在截距项和斜率项上是不一样的，区别在于，随机效应模型认为误差项和解释变量不相关，而固定效应模型认为误差项和解释变量相关。采用随机效应模型还是固定效应模型可用Hausman检验。在此，选择变截距模型，即C随个体i而变化，而各解释变量的系数固定。将TFP与影响因素设定为如下回归模型：

TFPit= Ci+β1Finputchit+β2disasterit+β3edulevelit+ui+vt +wit

其中：i表示第i省，t表示第t年。表示个体随机误差分量；表示时间随机误差分量；表示个体时间随机误差分量。采用统计软件EVIEWS6进行估算，经Hausman检验，适合采用固定系数变截距的随机效应回归模型。F统计值为12.77758，Prob(F-statistic)接近0，即模型通过显著性水平检验。计算的各系数如下表2(各省份的截距变化量因为篇幅关系在此省略)。

表2 回归计算结果

变量名系数标准误T统计量相伴概率PC(基础截距)1.27150.26894.737930.0000财政投入增长率0.03110.01621.887970.0598受灾面积占比-0.4360.0788-5.518900.0000文化程度增长率-0.2370.2674-0.876010.3816

从结果可以看出，受灾面积在1%的显著性水平下对TFP具有显著的负影响，财政投入增长率在10%的显著性水平下对TFP有正向影响。初中文化程度的增长对TFP没有显著的影响。

同样，对“技术进步”、“效率改变”指数采用固定系数变截距的随机效应回归模型进行回归分析，可以发现，受灾面积对效率改变有显著影响(显著性水平1%)，但对技术改变没有显著性影响。而财政投入在10%的显著性水平下对技术改变有正向影响，但对效率改变没有显著性影响。初中文化比例的增长对技术进步与效率改变均没有显著的影响。

3.4 湖北与江苏两省的比较分析

下面将湖北与江苏两省20年来单位播种面积的产出与投入进行比较分析，并用图3—6进行分析。

图3显示，湖北与江苏在每公顷的产出上有明显的差距，且有缓慢扩大的趋势。而从两省粮食和蔬菜单产数据来看，江苏粮食单产每公顷比湖北平均高出494公斤，约10%，差距在2008年以前时略有缩小，2008年以后略有扩大。蔬菜单产则在2006年以前，湖北有些年份高于江苏。2006年以后，则江苏高于湖北，且差距有扩大趋势。而在财政投入上，湖北单位面积的财政投入明显低于江苏，虽然2006年起两省都加大投入，但差距也越来越大，尤其是2008年以后。图4显示，2003年以前，江苏省每公顷从业人数高于湖北省，2003年以后则低于湖北，两省之间的差距呈减小的趋势。而有效灌溉面积占总播种面积的比例，江苏省明显高于湖北省。图5显示，两省在每公顷的农膜投入上，2003年以前差距较小，但2004年以后，江苏省加大农膜投入，与湖北的差距明显拉大。而在每公顷机械总动力上的投入，则江苏省一直高于湖北省，说明江苏的农业现代化程度比湖北高，但两省之间的差距有缩小的趋势。图6显示，湖北各年的每公顷农药使用量均高于江苏省，且两省在2006年以后呈缓慢减少趋势。每公顷化肥的使用量，在2008年以前，江苏省高于湖北省，2008年以后，两省差不多，2009年以后有了缓慢降低的趋势，但2011年以后，江苏省则略微低于湖北省。说明在测土配方、绿色农药的政策推动下，单位面积上的农药、化肥的增长得到有效控制，但化肥使用仍处于高位水平。而江苏省近几年在控制农药、化肥的投入方面做得比湖北要好。

图3 两省各年份每公顷的产出与财政支出

图4 两省有效灌溉面积以及每公顷从业人数

图5 两省每公顷在农膜与机械总动力上的投入

图6 两省每公顷化肥与农药的使用量

4 结论与建议

4.1 本研究的主要结论

(1) 在19省中，湖北2002年以前还处于19省的平均效率以上，2002年以后一直低于平均效率，且一直处于规模效率递增阶段，到2013、2014年则属于规模递减阶段，说明种植规模不需要扩大，关键在于建设高标准农田。并且湖北的全要素增长率略低于19省平均值，技术进步率略高于19省平均值，说明湖北这20年来全要素增长率主要依赖于技术进步，生产效率并没有得到有效的改善。

(2)农业全要素增长率、效率改变率都受到受灾面积的负面影响。财政投入的增长对全要素增长以及技术进步有促进作用，但对效率改进无影响。而农业劳动力初中以上文化程度的增长对全要素增长率、技术进步以及效率改进都没有显著影响。

(3) 将湖北与生产效率以及技术进步率最高的江苏进行比较，可以发现2008年以后，江苏省对单位面积的农业财政投入、农膜投入都在高于湖北的基础上逐渐拉大了距离。而农药的单位面积使用量，江苏省低于湖北省，化肥则在2011年以前一直是江苏高于湖北，2011年以后则低于湖北，说明近年来，江苏省在减少农药化肥的使用方面做得比湖北好，且并没有因为减量造成单产的下降。单位面积从业人数2002年以后，湖北高于江苏，而机械总动力则一直低于江苏，说明湖北的农业现代化程度低于江苏，

4.2 建议

(1)加大农业财政投入，培育新型农业主体。通过新型农业主体，如家庭农场、养殖大户，专业合作社等，更容易开展农技培训，推广现代农业技术，优化农业投入结构。因为小农分散经营，在基层公益性农技服务网络不健全的情况下农技推广难度大，种什么，不种什么带有很强的随机性，而且农药、化肥等投入要素的使用难以监管，容易施用过量，不仅降低效率，而且不利于农业的可持续发展。江苏省近年来农业增长率较大，很大程度上得益于财政支持下新型农业主体的培育。从年鉴的统计数据来看，2008年，江苏的农村专业合作社有12600个，成员达290万人，湖北的专业合作社为2100个[11]；2009年，江苏的专业合作组织达到27650个，居全国第一位，成员数占总农户的36%，湖北则为6000多个[12]。数据对比可看出两省之间的显著差距。因此，湖北在培育新型农业主体方面还需进一步强化措施，让财政支农项目有效的与新型主体对接。

(2)改善农业投入结构，加强低碳农业的示范和推广。如利用城市污水污泥、农村人畜粪便生产有机肥的系统化改造，利用蚯蚓翻耕提高肥力改善碳排放，稻田养鱼养鸭等。在此，特别提出，农膜在促进农业增产增收防虫防杂草方面具有很大的价值，但会造成环境污染，应当通过财政投入加强对生物降解农膜的研制推广并降低成本。

(3)打造农业品牌，加强质量，加大适合本地自然条件的优质品种的开发与市场推广，提高农产品的附加值，并推动农村信息化与电子商务建设，以加强与市场的联系，准确把握市场需求。江苏省近年来在一村一品，打造品牌，提高产品附加值方面做得较好，湖北要提高农业生产效率和农民收入，需要扶持龙头企业以及农业合作化组织，强化产品质量监督与生产过程中的环境保护，倡导优质优价品牌意识。

[1] 中华人民共和国国家统计局.国家数据[EB/OL].http://data.stats.gov.cn/easyquery.htm.cn=E0103,2016-03-10.

[2] Fan Shenggen. Effects of Technological Change and Institutional Reform on Production Growth in Chinese Agriculture[J]. American Journal of Agricultural Economics, 1991,73(5): 266- 275.

[3] 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):18-23.

[4] 李谷成.技术效率、技术进步与中国农业生产率增长[J].经济评论, 2009(1): 60-68.

[5] 周志专.中国农业生产率的时空特征研究——基于序列DEA的非参数测度框架[J]. 湖北社会科学, 2014(2):78-83.

[6] 李鹏,曾光.基于三阶段DEA模型的湖北省农业生产率研究[J].电子科技大学学报(社科版),2014,16(4): 43-48.

[7] 米建伟, 梁勤,马骅.我国农业全要素生产率的变化及其与公共投资的关系——基于1984——2002年分省份面板数据的实证分析[J]. 农业技术经济, 2009(3):4-16.

[8] 钱丽,肖仁桥,陈忠卫.碳排放约束下中国省际农业生产效率及其影响因素研究[J].经济理论与经济管理,2013(9):100-112.

[9] 陈刚,王燕飞.农村教育、制度与农业生产率——基于中国省级层面数据的实证研究[J]. 农业技术经济, 2010(6):18-27.

[10] 张召华,雷玲.陕西农业生产效率评价以及影响因素分析——基于DEA-Tobit两步[J].农机化研究,2011(5):39-42.

[11] 中国农业年鉴编辑委员会.中国农业年鉴(2009)[M].北京:中国农业出版社,2009.

[12] 中国农业年鉴编辑委员会.中国农业年鉴(2010)[M].北京:中国农业出版社,2010.

A study on the agricultural technical efficiency and the growth of total factor productivity of Hubei——making a comparison with Jiangsu from 1995 to 2014

CHENGHong-li,CHENHui-ling,,HUANGEn

(School of Economic and Management, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023，China)

The paper calculated agricultural technical efficiency and the growth of TFP(Total Factor Productivity) by DEA-BBC, DEA-super efficiency and DEA-Malmquist index method, Using 1995-2014 statistical data about agricultural input and output of 19 provinces (6 provinces in Eastern region , 8 provinces in central region and 5 provinces in western region) including Hubei. The results show that the agricultural technical efficiency of Hubei has been lower than the average efficiency of 19 provinces since 2002. The TFP of Hubei is slightly lower than the average of the 19 provinces,and the technology growth is slightly higher than the average value of 19 provinces. At the same time, the research compared Hubei with Jiangsu which is always in the frontier and is the highest on TFP and technology growth among the 19 provinces, about financial investment and other input factors so as to find the gap and further to provide policy recommendations for Hubei agricultural development.

technical efficiency；malmquist TFP index；agriculture；Hubei,；Jiangsu

2017-02-26.

2017-04-12.

程红莉(1977-)，女，讲师，博士研究生，E-mail：ch_hongli@126.con.

湖北省教育厅人文社会科学研究一般项目(15Y094).

2095-7386(2017)02-0078-06

10.3969/j.issn.2095-7386.2017.02.015

F 323

A