基于DEA模型的中国马铃薯生产效率分析

2018-06-22罗屹，王鑫

中国农业文摘-农业工程 2018年4期

罗屹，王鑫

（1.中国农业大学经济管理学院，北京 100083；2.河北清华发展研究院，北京 100084）

1 引言

马铃薯是中国第四大粮食作物，也是重要的蔬菜、工业原料和饲料。目前已有20多省（直辖市、自治区）种植马铃薯，2012年全国马铃薯年种植面积8 297.93万亩，鲜薯总产量达9 276.25万吨。我国是世界马铃薯第一大生产国，马铃薯种植面积和总产量分别占世界种植面积和总产量的1/4左右①。马铃薯对保障国家粮食安全、贫困地区经济发展及社会稳定、农民增收、发展地方特色产业等方面都有重要作用。2015年1月，中国农业科学院、中国种子协会和国家食物与营养咨询委员在北京举办了关于马铃薯主粮化发展战略研讨会，最后决定我国将启动马铃薯主粮化战略，推进把马铃薯加工成馒头、米粉和面条等主食，马铃薯将成为继稻米、小麦和玉米后的第四大主粮。

关于马铃薯产业生产效率有不少学者从微观与宏观两方面进行研究。王志刚（2013）采用随机前沿模型，对甘肃省定西市马铃薯的生产技术效率及其影响因素进行了研究，提出要根据技术水平和要素资源合理选择适当规模的地块进行种植。李勤志（2009）和刘洋、罗其友（2010）运用 Malmquist指数方法，分别对1998～2005年间和1998～2008年中国马铃薯生产全要素变化进行了分析，李勤志（2009）发现中国马铃薯全要素生产率呈现出“∧”型，技术进步是影响马铃薯生产率增减的主要因素；刘洋、罗其友（2010）发现中国马铃薯生产全要素生产率呈下降趋势，促使其全要素生产率下滑的主要原因是技术进步下降，综合效率的提高是拉高全要素生产率的主要原因。

通过文献研读发现，大多学者对马铃薯生产效率研究主要集中在地方马铃薯生产、农户行为因素以及全国马铃薯产业生产效率研究，全国范围的生产效率研究普遍较早，基本上是2008年以前，不能反映出近几年马铃薯产业的状况；另外在样本选择上也不够全面，如李勤志（2009）文中选取主要生产省份的8大城市，多为省会发达城市，而马铃薯的种植范围在贫困落后地区也有较广分布，如甘肃省定西市等。

那么，近几年我国马铃薯产业发展如何？生产效率变化趋势如何？技术进步对产出的贡献如何？有多少来自规模效益的增加？探讨这些问题对我国马铃薯产业可持续发展有重要意义，一方面可以进一步提高马铃薯生产效率，降低生产成本，增加农民收入，保障粮食安全；另一方面对进一步政策的制定也会有一定借鉴意义。

本文在已有研究成果的基础上，运用DEA模型对2008～2013年全国及其8个省份（直辖市、自治区）马铃薯全要素生产效率进行测算与分析，探讨提高马铃薯生产效率的途径，旨在促进中国马铃薯产业的发展，推进马铃薯主粮化战略。

2 中国马铃薯生产现状与存在问题

2.1 中国马铃薯生产现状

2.1.1 产量稳定增长

2013年全国马铃薯年种植面积8 421.9万亩，鲜薯总产量达8 892.5万吨。由图1得，我国马铃薯总产量从1993年4 590.5万吨到2013年的8 892.5万吨，年均增长率为4.6%，2008年以来，我国马铃薯的种植面积稳定在7 500～8 800万亩，鲜薯总产量达8 000多万吨②。

图1 1993～2013年中国马铃薯总产量

2.1.2 优势区域基本形成

随着马铃薯产业快速发展，马铃薯生产迅速出现向优势区域集中的变化，主产区面积不断增大，优势区域基本形成。2008年，我国农业部发布了《马铃薯优势区域布局规划（2008～2015）》，把我国马铃薯产区分为4个优势区域：北方一季作区、中原二季作区、西南一二季混作区和南方冬作区。北方一季作区是我国马铃薯最大主产区，种植面积占全国的49%左右，是我国主要的种薯产地和加工原料薯生产基地；中原二季作区种植面积占全国的5%左右；西南一二季混作区是我国马铃薯种植面积增长最快的产区之一，种植面积占全国的39%左右；南方冬作区种植面积占全国的7%左右，近年种植面积逐步扩大且增长潜力大③。2012年我国马铃薯种植面积区域分布格局见图2。

图2 2012年中国马铃薯种植面积区域分布格局

2.2 中国马铃薯生产存在的主要困难和问题

2.2.1 缺少核心产权，专用品种单一

我国马铃薯技术不足主要表现在缺乏自主知识产权的加工品种和高产优质的菜用早熟品种。在鲜食马铃薯方面，我国目前大面积推广的早熟品种是荷兰的费乌瑞它；在马铃薯加工专用品种方面，我国目前大面积种植用于炸条的夏波蒂，炸片的只有大西洋。但是费乌瑞它、夏波蒂和大西洋的晚疫病抗性差，对肥、水等种植条件要求高，推广很困难。核心技术不足，专用品种单一很大程度上制约着我国马铃薯生产和加工业发展。

2.2.2 单产增长缓慢，脱毒种薯品质不高

虽然我国马铃薯种植面积和总产量占世界份额较大，但是我国马铃薯的单产和品质却不高。根据2011年联合国粮农组织统计数据，我国马铃薯单产排名是第85位，约是美国马铃薯单产的38.6%，约是印度马铃薯单产的71%。约是世界平均水平的81%。如图3显示，我国马铃薯亩产量由1993年990千克/亩到2013年1027千克/亩，年均增长率仅为0.18%。2011年我国马铃薯脱毒种植覆盖率约为30%，并且很多脱毒种薯质量不是很高；如果使用高质量的脱毒种薯，马铃薯增产幅度很大，一般可达到30%-50%④。

图3 1993～2013年中国马铃薯亩产量

2.2.3 种薯价格偏高且不断上涨

近几年，我国种薯价格偏高且不断上涨，特别是脱毒种薯价格。由于脱毒种薯生产周期长、环节多、风险大，因而价格较高。主产区一级脱毒种薯价格是商品薯的2.5～3倍，二级种薯价格基本上是商品薯的2倍。2010年以前，以内蒙古为代表的北方主产区一级种薯价格为1.6元/千克左右，为商品薯的2.5倍左右。到2010年秋冬季，北方主产区一级种薯价格涨到2.5～3.0元/千克左右⑤，增长幅度达56.2%～87.5%。

3 数据来源及相关说明

3.1 数据来源

所使用的数据来自《全国农产品成本收益资料汇编》、《中国统计年鉴》和《中国农村统计年鉴》。其中2008～2013年全国及8个省、市、自治区（山西、内蒙古、山东、湖北、重庆、甘肃、青海、新疆）的马铃薯生产数据来源于相应年份的《全国农产品成本收益资料汇编》，农药、化肥的价格指数来源于相应年份的《中国统计年鉴》，种子的价格指数来源于相应年份的《中国农村统计年鉴》。需要说明的是，由于统计资料中2010年甘肃和新疆的农药费缺失，将使用其2009年和2011年农药费的平均数替代。

3.2 样本分布特征

考虑样本数据的连续性、可获取性和代表性，根据中国马铃薯主产区自然资源条件、种植规模、产业化基础和产业比较优势等基本条件，选择8个省、市、自治区（山西、内蒙古、山东、湖北、重庆、甘肃、青海、新疆）代表我国马铃薯生产的不同情况。其中，山西、内蒙古位于华北一季区，山东位于中原二季区，湖北位于南方冬作区，重庆位于西南一二季混作区，甘肃、青海和新疆位于西北一季区。详见表1。

表1 样本分布特征

4 马铃薯生产效率的实证分析

4.1 模型选择

本文采用DEA使用广泛的Malmquist指数对我国马铃薯产业生产效率进行分析。DEA模型分为Input-DEA模型和Output-DEA模型，前者是在产出不变的情况下，尽可能的减少投入，也就是基于投入的技术效率，追求的是输入的减少；而后者是在投入不变的情况下，尽可能的增加产出，也就是基于产出的技术效率，追求的是产出的增大。一般而言，在农业生产以及马铃薯生产中，对于投入要素的控制要比产出要素容易。研究马铃薯产业生产效率，以优化马铃薯产业的资源配置为目标，期望能够以较小的投入获得较大的产出，因此本文选的是Input-DEA模型。为检验三种规模收益状态（规模报酬递增、规模报酬不变、规模报酬递减）对决策单元技术效率的影响，本次研究在CRS和VRS之间，选择了VRS。

4.2 马铃薯生产效率变量选择

4.2.1 变量选取

考虑变量选择的共线性问题，本文在变量选择时化肥和农家肥进行合并，合称“肥料”。为排除不同年份各生产要素价格的变化影响，选择实物量指标作为生产要素的投入计量指标。选择每亩马铃薯主产品产量作为产出指标，劳动力用工数量、肥料费、种子费和农药费作为投入指标。建立以下的变量指标体系，详见表2。

表2 马铃薯生产效率评价指标体系

为了消除通货膨胀因素，以2008年为基期的种子价格指数、农药价格指数和化学肥料价格指数分别对种子费、农药费和肥料费进行平减。由于统计资料中没有重庆市的有关数据，使用四川省的相关价格指数进行替代。

4.2.2 变量设定

运用DEA模型对2008～2013年我国马铃薯生产效率进行测算，全国以及8个省份（自治区、直辖市）共9个决策单元。决策单元的4个输入变量分别：X1=（X11，X12，…，X1i），X2=（X21，X22，…，X2i）X3=（X31，X32，…，X3i），X4=（X41，X42，…，X4i），投入变量X1指每亩马铃薯的种子费用（元/亩）；投入变量X2指每亩马铃薯的肥料费用（元/亩），肥料费包括：每亩马铃薯的化肥费和每亩马铃薯的农家肥费用；投入变量X3指每亩马铃薯的农药费用（元/亩）；投入变量X4指每亩马铃薯劳动力数量日（日/亩）。决策单元的输出变量为Y=（Y1，Y2，…，Yi），Y为每亩马铃薯的产量（千克/亩）。

4.3 全国马铃薯生产效率的测算结果及分析

本文中采用DEA分析处理软件Deap2.1，来计算全国马铃薯Malmquist生产率指数。将2008～2013年中国8个省、市、自治区（山西、内蒙古、山东、湖北、重庆、甘肃、青海、新疆）和全国形成9个决策单元，计算其全要素生产率、效率、技术进步和规模的变化情况，先研究分析全国Malmquist生产指数，再分析中国8个省份（直辖市、自治区）的生产效率情况。经过分析处理软件Deap2.1处理，得出结果如表3、图4和图5。

表3 全国2008～2013年全国马铃薯生产的全要素生产效率变化及其分解

图4 2008～2013年全国马铃薯生产的全要素变化及分解

图5 2008～2013年全国马铃薯生产的综合效率变化及其分解

4.3.1 全国马铃薯全要素生产率变化

根据表4数据可知，中国马铃薯全要素生产率在2008～2013年期间呈现出了明显的波动性特征（见图4），由增长率最高值（2008～2009年）41.8%到最低值（2009～2010年）的-43.9%，波动幅度达85.7%。但从整体上来看，2008～2013年全国马铃薯全要素生产率是增长的，平均增长率为3.06%，其中技术进步效率的增长是促进全要素生产率增长的主要动力，其平均增长率为3.88%。而综合效率的增加对全要素生产率的增长作用不明显，平均增长率为0.5%。

从历年马铃薯全要素生产率变化情况看，2008～2009年、2010～2011年和2011～2012年全要素生产率的增长幅度较大，分别为41.8%、20.7%、7.5%。综合效率增长是带动2008～2009年全要素增长的主要动力，增长率为41.8%；而技术进步则是2010～2011年和2011～2012年全要素生产率增长的主要原因，技术进步增长率分别达到22.3%和23.1%。造成技术进步增长加快的原因主要是政策倾斜。2009年国务院实施马铃薯原种生产补贴试点项目，马铃薯原种生产每亩补贴100元，补贴资金总额2亿元，2009年以后试点政策实施范围不断扩大，补贴金额也在稳步增加，极大地带动了马铃薯生产的发展，特别是脱毒种薯综合生产能力和推广面积得到显著提升。据初步统计，2011年全国马铃薯脱毒种薯覆盖率达30%左右，比项目实施前提高约15%。

2009～2010年全国马铃薯全要素生产率为-43.9%，造成全要素生产率大幅下降的主要原因是一些不可预测的因素，如病虫害，特别是晚疫病，马铃薯晚疫病是影响我国马铃薯生产发展的最主要的病害，一旦流行爆发将对产量造成很大影响，马铃薯晚疫病的主要频发区正好是我国马铃薯主产地区，如：甘肃、内蒙古、山西，这严重的制约了我国马铃薯的生产。

4.3.2 全国马铃薯综合效率变化

根据表3数据可知，全国马铃薯综合效率稍有提高，纯技术效率的改善是综合效率提高的主要动力，而规模效率的下滑则是拉低综合效率的原因。由图5可知，全国马铃薯综合效率的变化趋势和纯技术效率变化趋势基本一致，2008～2013年间全国马铃薯纯技术效率以年均2.76%的速度增长，而规模效率则以年均2.3%的速度下滑，全国马铃薯综合效率年均0.5%的增速主要是由纯技术效率的提高来贡献。纯技术效率的增长也说明了2009年以来，国家实施马铃薯原种生产补贴项目，以支持种薯生产体系建设和脱毒种薯推广，取得了不错的效果，2011年我国马铃薯脱毒种植覆盖率约为30%，比2008年提高了15%左右⑤。优质高产配套的栽培技术得到快速普及和推广，结合高产创建项目实施，各地涌现出一系列的配套技术，取得了单产增加、品质改善、效益提高的突出成效。

表4 2008～2013八个省份的马铃薯平均全要素生产效率变化及其分解

表5 2008～2013年不同区域的马铃薯生产各效率增长率变化

4.4 八省份马铃薯生产效率的测算结果及分析

经过分析处理软件Deap2.1处理，得出结果如表4、表5。

4.4.1 八省份马铃薯全要素生产率变化

根据表4可知，8个省份（直辖市、自治区）2008～2013年马铃薯生产的全要素变化率呈现出不同的变化趋势。从8个省份的全要素生产率的构成来看，除山东省以外，其他省份全要素变化率均呈现正值，全要素生产率增长主要是由技术变化效率改进所带动，综合效率的提高对全要素的增长贡献很小；而山东省的全要素生产率增长主要是由综合效率增加所拉动。马铃薯生产的全要素变化率呈负值的省份，技术进步的下滑是全要素生产率下降的主要原因。所以技术进步是影响马铃薯生产率增减的主要因素，不同的是各省份技术进步的增长幅度和下降幅度不同，所以导致地区间马铃薯全要素生产效率趋势不同。

山西、内蒙古、山东和重庆4个省（直辖市）马铃薯全要素生产率是正值，其中重庆市全要素生产率增长最快，以年均20.2%快速增长，其技术进步效率的增长对全要素生产率提高贡献最大；其次是内蒙古、山西、山东，全要素生产率年均增长率为9.8%、6.3%和4.6%。湖北、甘肃、青海和新疆4个省份（自治区）马铃薯全要素生产率年均增长率为负值，新疆下降幅度最大，年均下降14.7%；其次是甘肃、青海和湖北，全要素生产率下降幅度分别为10.3%、8.6%和4.7%，下降的主要原因是技术进步效率的下降。

从区域上看（见表5），位于西南一二季混作区的重庆全要素生产率增加幅度最大，年均增长率为20.2%；其次是华北一季区的山西和内蒙古，年均增长率为8.05%；最后是中原二季区的山东，年均增长率为4.6%。而西北一季区的甘肃、青海、新疆全要素生产效率降幅最大，年均11.2%；南方冬作区的湖北生产效率降幅为年均4.7%。

4.4.2 八省份马铃薯综合效率变化

根据表4可知，8个省份（直辖市、自治区）中，除甘肃和青海外，其他省份综合效率增长率为非负值。而引起各省份综合效率变化的主要因素基本相同，纯技术效率增长提高了综合效率的增长，规模效率的下滑则降低了综合效率。不同的是，各省份的纯技术增长幅度和规模变化幅度不同，所以部分省份马铃薯纯技术效率提高能够抵消规模效率的下滑，进而实现综合效率的提高（山东省除外），而部分省份马铃薯纯技术效率提高不能够抵消规模效率的下滑的影响，从而导致综合效率的下滑。

具体各省（直辖市、自治区）情况来讲，山东省是唯一一个纯技术效率和规模效率同时增长，年均增长率为4.9%和1.8%，也是综合效率增长率最高的，为6.8%；山西和湖北综合效率增长也是正值，年均增长2.1%和1.7%；青海的综合效率下滑幅度最大为年均2.1%；其次是甘肃，下滑幅度为年均1.3%。

5 结论与建议

5.1 结论

本文采用DEA模型中非参数的Malmquist指数方法，从全国和8个省份（直辖市、自治区）两个层面测算了2008～2013年间我国马铃薯的全要素生产率的变化情况及其分解，得到以下结论：（1）全国马铃薯生产的全要素生产率呈现波动性很强的特征，但整体是有所增长。全要素生产率增长的主要动力是技术进步效率的提高，综合效率的增加对全要素生产率的拉动作用不明显。（2）全国马铃薯综合效率稍有提高，纯技术效率的改善是综合效率提高的主要动力，而规模效率的下滑则是拉低全国马铃薯综合效率的原因。（3）各省份全要素生产率呈现出不同的趋势变化，除山东省以外，全要素变化率为正值的省份为山西、内蒙古、重庆，其全要素效率增长主要是由技术变化增长所带动，综合效率的提高对全要素的增长贡献很小。山东省全要素生产率增长是由综合效率贡献的。而马铃薯生产的全要素变化率呈负值的省份湖北、甘肃、青海和新疆，技术进步的下滑是全要素生产率下降的主要原因。

5.2 建议

根据结论得出技术进步效率是影响马铃薯生产率增减的主要因素，提出以下建议。

（1）加大马铃薯良种推广补贴力度。我国马铃薯新品种研发滞后，良种推广进度缓慢，究其原因在于良种研发和推广成本高，但良种推广至关重要，特别是抗病品种的推广直接关系到马铃薯的产量。而我国在水稻、小麦、玉米、大豆等作物上都实施了良种推广补贴，因此建议国家政府加大良种补贴力度，拓展实施范围，对马铃薯重大技术推广予以补贴。

（2）加大脱毒种薯繁育基地建设的补贴力度。由于马铃薯遗传连锁的原因，农户自留种抗病性差，很难有较高的产量，在生产上采用脱毒种薯直接关系到产量。而我国马铃薯脱毒种薯推广十多年来，推广速度缓慢，原因在于脱毒种薯成本偏高，建议加大对脱毒种薯基地建设的补贴力度。

（3）建立科技平台，增强科技支撑水平。由农技推广和科研部门组成马铃薯科技攻关协作组，重点开展选育、引进优质专用型马铃薯新品种，并开展配套生产技术体系研究，加快优质专用品种更新换代步伐，提高单产水平，促进区域间、年度间的平衡发展，实现马铃薯产业的可持续发展。

注释：

①数据来源——2013年《中国马铃薯产业发展研究》②数据来源——中国产业信息网

③2013年农业部种植管理司《马铃薯产业发展综合调研报告》

④2013年农业部种植管理司《马铃薯脱毒种薯产业发展调研报告》

⑤2013年农业部优质农产品开发服务中心《中国马铃薯产业发展研究》

[1]易晓峰，罗其友.基于三阶段DEA的中国马铃薯主产区生产效率分析[J].中国农学通报，2015，31（3）：270-276.

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