粮食安全与农业结构调整水平的协整分析*——以广东省为例

刘丽辉，辛焕平

(佛山科学技术学院 经济管理与法学院，广东佛山 528000)

0 引言

1995年美国前世界观察研究所所长Lester Brown的“谁来养活中国”一文，掀起了国内外学者对中国粮食安全的讨论。Brown的文中指出：不久的将来，中国将发生粮食短缺，进而造成世界性的粮食危机。尽管Lester Brown的预测未必准确，但我国粮食安全问题还是引起了全国社会的广泛关注。特别是进入21世纪以来，随着城镇人口增加、居民消费结构升级、工业及能源用途消费增加，粮食需求呈刚性增长态势的同时，粮食自给率逐年呈下降态势，为我国粮食安全敲响了警钟[1-4]。“无粮不稳，无粮则乱”。作为13亿多人口的农业大国，一直以来，我国政府都非常重视我国的粮食安全。在2009年十一届全国人大二次会议上，农业部明确指出“立足粮食基本自给是我国的基本方针和国策，所谓基本自给就是粮食自给率在95%以上”。2014年“中央一号”文件进一步提出“谷物基本自给、口粮绝对安全”的国家粮食安全新目标。众所周知，粮食生产主要和最基本的生产要素是保证足够数量的粮食种植面积，较高的粮食自给率意味着有限耕地资源中必须控制经济作物的面积，这将影响我国农业结构调整战略的实施成效[5]。自从党的十一届三中全会确立开始我国农村改革以来，拉开了农业结构调整的序幕，农业结构在经历了1985年、1998年两次调整之后，一定程度上缓解了“农产品市场需求多元化”“农民卖粮难”“农产品市场结构性矛盾”等的现实困境。针对21世纪我国农业发展出现的新问题，现阶段农业结构进入战略性调整阶段，其主要目标是实现农业增效、农民增收，而实现这一目标的基本方法就是调整农经比(即农作物中粮食作物与经济作物的比例)。如何实现农业结构调整的经济效益(非粮化)和社会效益(粮食生产)之间的协调，进而如何实现粮食增产和农民增收之间的协调，较长时间以来，一直成为学界、政界关注的重要议题[6-9]。侯东民[10](2002)指出在提高农民收入靠农业结构调整、解决粮食问题又要压缩非粮生产之间很难形成一个有效均衡。了解农业结构调整与粮食安全之间的关系，均衡“大众米袋子”与“农民钱袋子”的问题是文章研究的重点。

关于农业结构调整与我国粮食安全(以粮食生产水平或储备水平来衡量)之间的关系，到目前为止还没定论。学者们的争论焦点大致在以下3个方面：一是农业结构调整不影响粮食安全。李昕(2011)认为粮食供给安全、农业结构调整与农民收入增加三者相辅相成，调整农业生产结构并不威胁长期粮食供给稳定[11]。二是农业结构调整能促进粮食生产。国家统计局农村社会经济调查总队课题组(2002)的研究表明，调整农业结构，能够通过增加农民收入、提高生产率、改善生态条件等促进粮食生产的发展[12]。三是农业结构调整对粮食生产有抑制作用。王大伟[13](2005)指出1999—2003年导致我国粮食产量持续下降的主要原因在于农业结构调整； 张秋平、郝晋珉、白玮(2008)指出1998—2004年，由农业结构调整造成了我国粮食产量减少2 154.85万t[14]； 雷玉桃、王雅鹏(2011)[15]分析了农业结构调整对我国粮食安全产生消极影响。

既有研究主要对我国农业结构调整水平与粮食安全之间的关系进行了定性分析，少数研究虽涉及表征变量之间联系紧密程度的定量分析，但仅考虑农业结构调整水平与粮食安全的单方面关系，没有涉及两者之间内在的依存关系。同时，已有研究农业结构调整水平以农业种植业结构为主，较少涉及农业产业结构、农业生产结构等方面。此外，既有研究大多从我国粮食安全视角去分析农业结构调整，较少从某经济区域出发，去分析农业结构调整水平与粮食安全的关系。基于此，该文以我国最大的粮食主销区和加工大省——广东省为例，利用协整分析与Granger因果关系检验方法，实证检验广东粮食安全与农业结构调整水平两者之间的内在依存和因果关系，以期为制定合理的区域农业结构调整政策提供参考理论依据。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究方法

根据经济学理论，粮食安全与农业结构调整水平是相互影响的。一方面，一定比例的农业产业结构、农业生产结构、种植业结构是稳定我国粮食生产量的必要条件，另一方面，保证一定粮食自给率的粮食安全，在一定程度上又将抑制我国农业结构调整战略目标的实现。

该研究主要考虑粮食安全与农业结构调整水平之间的关系。由于数据的自然对数变换不改变原有的协整关系，并能使趋势线性化，且消除时间序列中存在的异方差现象，因此，在对原研究序列粮食安全和农业结构调整水平序列分别取自然对数情况下，它们之间关系的数学模型可表示为：

lnYi=α+βlnXi+εi

(1)

式(1)中，lnYi和lnXi分别表示粮食安全(以粮食总产量来衡量)和反映农业结构调整水平的对数值，α为截距项，其他没有包含的变量和不可观测的因素一律归入为残差项εi。

为考察粮食安全与农业结构调整水平之间的内在联系，该文具体的研究步骤是：第一，进行单位根检验，分析粮食总产量与反映农业结构调整水平的时间序列的稳定性，确定各变量的积分阶数，以判断变量是否符合协整分析的条件； 第二，运用Engle-Granger的两步法进行协整分析，以检验农业结构调整水平是否与粮食总产量之间存在长期均衡关系； 第三，在确立了粮食总产量和农业结构调整水平之间的存在长期均衡关系的前提下，建立误差纠正模型考察，来考察具有协整关系的变量之间短期波动与长期均衡之间的影响关系； 第四，进行Granger因果关系检验，验证粮食总产量与农业结构调整水平之间是否构成因果关系。以上所有步骤的计算过程均借助Eviews7.0统计软件处理完成。

1.2 数据来源

上述模型中的粮食安全用1978—2015年广东历年粮食总产量(Yi)来衡量。考虑到我国的农业结构调整水平可以从不同角度去衡量，该文综合有关文献研究成果，一般而言，从以下3个方面来考察：一是三次产业结构的变化，即第一产业产值在地区生产总值中的变化(即农业产业结构)，二是农业内部生产结构的变化，即农业内部种植业、牧业、林业、渔业产值占农业总产值的比重变化(即农业生产结构)，三是种植业结构的变化，即种植业内部，农作物总播种面积中粮食作物面积的变化(即种植业结构)。因此，上述模型中农业结构调整水平用1978—2015年广东历年GDP中农业比重(%)(X1i)、广东历年农作物总播种面积中粮食作物面积的比重(%)(X2i)、广东历年种植业产值在农业中的比重(%)来衡量(X3i)。所有数据均来源于历年《广东统计年鉴》和《广东农村统计年鉴》，考虑模型需要，并对有关数据进行了简单计算。

2 广东粮食总产量与农业结构调整水平的事实特征

2.1 广东粮食生产总产量变化情况

图1 1978—2015年广东粮食单位产量变动

改革开放以来，伴随着经济高速增长，不断加快的工业化、城镇化对广东农业产生较强的挤占效应，尽管农业技术的进步逐步提高了单位耕地面积上的粮食产量，但广东粮食总产量总体上出现不断下降的态势(图1)。

2.2 广东农业结构调整水平变化情况

改革开放以来，总体上，广东GDP中农业比重的变化(图2)、农业内部种植业、林业、牧业、渔业产值占农业总产值的比重(图3)、农作物总播种面积中粮食作物面积的变化情况(图4)持续下降，但近几年出现企稳的迹象，种植业在农业总产值的比重还出现触底回升的态势。

图2 1978—2015年广东GDP中第一产业 图3 1978—2016年广东农业总产值中种植业、林业、(农业)的比重变化牧业、渔业构成变化

图4 1978—2015年广东粮食播种面积及在农作物总播种面积的比重的变化

3 实证检验与结果分析

3.1 单位根检验

协整分析的前提条件是各时间序列变量必须同阶单整，对于不是同阶单整的时间序列，不可能协整。因此，协整分析前，必须对各时间序列的平稳性进行单位根检验，否则将可能出现“伪回归”现象，得出错误的结论。该文利用ADF 检验方法对变量lnYi和lnXi进行单位根检验，检验结果见表1。

表1 序列的ADF单位根检验结果

表1的检验结果显示， 1978—2015年广东粮食总产量序列(lnYi)和反映农业结构调整水平的3个序列(lnX1、lnX2、lnX3)的ADF单位根检验的P值均大于10%的显著性水平的临界值，表明以上原序列均存在单位根，均为非平稳序列； 用同样的方法检验其一阶差分序列，即ΔlnYi、ΔlnX1i、ΔlnX2i、ΔlnX3i，发现均在至少5%的显著性水平上通过了检验，表明序列已经平稳。说明lnYi、lnX1i、lnX2i、lnX3i都是一阶单整序列，即服从I(1)。

3.2 协整关系检验

通过上述对广东粮食总产量(lnYi)和反映农业结构调整水平的3个变量(lnX1i、lnX2i、lnX3i)的单位根检验，发现lnYi、lnX1i、lnX2i、lnX3i都是一阶单整序列，符合协整检验的前提条件，即lnYi与lnX1i、lnYi与lnX2i、lnYi与lnX3i两两变量之间可能存在长期协整关系，该文进一步用E-G两步法对lnYi与lnX1i、lnYi与lnX2i、lnYi与lnX3i的协整关系进行检验。

首先，运用Eviews7.0软件，根据公式(1)将广东粮食总产量(lnYi)和反映农业结构调整水平的3个序列(lnX1i、lnX2i、lnX3i)分别进行OLS回归分析，估计结果如下表2。

表2 广东粮食总产量与农业结构调整水平之间的OLS估计结果

表2中3个回归方程的估计参数都很显著，F统计值都通过了至少5%水平下显著性检验，表明模型模拟效果较好，但模型残差序列ε1i、ε2i、ε3i均存在较强的自相关。为检验上述协整方程的合理性，需对方程的残差序列进行单位根检验，如残差具有单位根，则变量之间不存在均衡关系，如没有单位根，则所研究的3对变量之间存在均衡关系。对表2中ε1i、ε2i、ε3i序列进行ADF单位根检验，结果见表3。

表3 广东粮食总产量与农业结构调整水平协整方程的残差序列ADF检验结果

表3结果表明，表2中3个方程残差序列的ADF单位根检验均通过了10%水平上的显著性检验，即应拒绝残差序列有单位根的原假设，接受是平稳序列的假设。因此，广东粮食总产量与反映农业结构调整水平的3个变量虽然具有各自的长期波动规律，但它们之间存在着长期稳定的比例关系，即协整关系。因此，从计量经济学模型的意义上讲，(1)式的建立和表2中的关系是合理的，代表了广东粮食总产量(lnYi)和反映农业结构调整水平的3个变量(lnX1i、lnX2i、lnX3i)之间的长期关系，表明广东通过实施农业结构调整政策，GDP中农业比重(lnX1)、农作物总播种面积中粮食作物的比重(lnX2)、种植业产值在农业中的比重(lnX3)每下降1%，广东粮食总产量分别下降0.129 112%、0.659 548%、0.391 884%。当然，这并不排除短期内两者可能会出现失衡。

3.3 误差修正模型

以上回归分析说明广东粮食总产量与反映农业结构调整水平的3个变量之间存在长期稳定的均衡关系，但短期内两两之间的关系可能会出现失衡，为了弥补这种缺陷，该文构建如下误差修正模型(Error Correction Model，ECM)：

lnYi=β0+β1lnXi+β2lnYi-1+β3lnXi-1+εi

(2)

式(2)中，误差修正项(ECM)系数等于-(1-β2)[16]，反映了变量长期均衡对短期波动的影响。根据式(2)模型估计结果见表4。

表4 误差修正模型估计及相关检验结果

从表4的误差修正模型估计结果来看，3个方程调整后的拟合优度都很高，F统计量很大，相应的概率值很小，DW值在不存在自相关的范围内，表明误差修正模型估计结果令人满意。由于误差修正系数等于-(1-β2)，通过计算，3个模型的误差修正系数分别为-0.046 184、-0.118 064、-0.122 622。修正系数符号为负，存在反向修正机制，表明尽管广东粮食总产量与反映农业结构调整水平的3个变量之间，在短期内受随机干扰的影响可能会偏离长期均衡关系，但这种偏离是暂时的，最终会制约两者回到长期均衡状态。修正系数大小，反映了对偏离长期均衡的调整力度，上面计算结果表明，当其短期波动偏离长期均衡时，将以0.046 184、0.118 064、0.122 622的调整力度将其拉回均衡状态。但总的来看，长期均衡关系对广东粮食总产量的短期波动的牵动作用较弱，说明农业结构调整水平对广东粮食总产量的作用程度有限，将粮食总产量从非均衡状态拉回均衡状态的牵引力度比较小。

3.4 Granger因果关系检验

根据协整检验，粮食总产量和农业结构调整之间存在一定的长期均衡的稳定关系，但这种均衡关系中是否同时存在某种因果关系，以及因果关系的方向需通过Granger因果关系检验进一步验证，检验结果如表5。

从表5中可看出，lnX1i、lnX2i、lnX3i与lnYi之间并不存在双向因果关系，当滞后1期时，在10%的显著水平下，lnX1i、lnX2i都是广东粮食总产量变化的Granger原因，这说明在早期，广东3次产业结构的变化(即农业产业结构)及农业内部生产结构的变化对影响着广东粮食总产量产生影响，且3次产业结构的变化在程度上相对较强。

4 主要结论与政策建议

该文以广东省为例，采用协整分析方法对农业结构调整水平影响粮食总产量的长期均衡关系及其作用机制进行了探讨。研究结果表明：(1)广东粮食总产量与反映农业结构调整水平的3个指标之间均存在长期均衡关系，且农作物播种面积中粮食作物面积变化对广东粮食总产量影响最大，每下降1%，粮食总产量实际下降0.659 548%。(2)短期内，反映农业结构调整水平的3个指标对广东粮食总产量的影响均存在波动，但由短期偏离拉向长期均衡的牵动作用均较弱。(3)农业结构调整水平仅对广东粮食总产量产生单向影响关系，在滞后一期时，在10%的显著性水平下，调整国民经济3次产业中农业的比重及农作物总播种面积中粮食作物面积是引起广东粮食总产量的Granger原因，说明在早期，随着广东第二、三产业发展及农作物中农经比例的变化，一定程度上影响着广东粮食总产量，但影响程度相对较弱，且影响力较小。

政策启示是：首先，针对未来我国的粮食安全问题，考虑到农业结构调整对我国粮食总产量的影响力较弱，应深入分析我国粮食生产的其他影响因素，例如科技进步、资本投入、人力资本投入等，通过分析各因素对未来我国粮食安全的影响程度，从主要影响因素着手，挖掘我国有限农业资源条件下的粮食增产潜力，提高我国粮食安全的保障水平。其次，应深入分析和预测我国粮食供求市场的主要矛盾，在不改变现有农业产业结构和种植业结构基础上，调整我国农业生产的品种结构、品质结构，以市场为导向，加大优质作物的品种培育及推广力度，确保实现“所有需要粮食的人们都能获得粮食”的目标。同时，考虑不同资源禀赋的经济区域在农业生产方面的比较优势，调整农业区域结构，优化粮食生产布局，进一步缓解粮食安全的结构性矛盾。