中国农业技术进步方向与要素结构匹配度的区域差异分析

薛 超，周 宏

（南京农业大学 经济管理学院，南京 210095）

0 引言

随着中国农业经济的不断发展，农业综合生产能力逐步提升，农业各生产要素的相对禀赋结构也在发生巨大的变化。从整体上看，中国农业生产要素禀赋条件呈现出土地、劳动力要素变得愈发稀缺，而资本要素呈现出逐步增长的变化趋势。但中国地域辽阔，各地的农业资源分布差异比较大、农业生产要素的相对禀赋也不尽相同。中国农业技术不断进步，依靠农业技术进步已然成为实现现代农业可持续发展的必然选择。农业技术进步存在方向性，对农业技术进步方向的选择会直接影响中国农业经济的增长绩效。因此，在农业生产要素禀赋结构发生变化，农业技术进步存在非中性的状况下，农业技术进步方向与农业要素禀赋结构之间的关系值得深入分析。

本文把技术进步偏向引入农业生产中，在农业生产要素禀赋结构发生变化的背景下，以技术进步偏向来判断农业生产对农业技术进步的方向，并通过测算技术进步方向与要素禀赋结构两个系统间的耦合协调度来判断技术进步方向与要素结构是否匹配。比较地区间技术进步与要素禀赋结构之匹配度的差异状况，并进一步探究影响它们之间匹配度的原因，为匹配我国农业生产要素禀赋，选择适宜的农业技术进步类型提供理论上的参考。

1 研究方法

1.1 技术进步偏向的测算

Acemoglu（2007）通过资本、劳动和其他生产要素所构成的生产函数演绎出技术进步偏向性的微观形成机理，将要素相对边际生产率与技术进步联系起来。在此之后，诸多学者展开了对技术进步偏向的测量，有很多关于技术进步偏向的测量方法，有基于三方程“标准化系统”的方法；有指数测量的方法，还有基于超越对数生产数的估计方法。本文采用的超越对数生产函数，将资本、劳动和土地三种农业生产要素引入生产函数中。其超越对数生产函数的具体形式为：

其中，Yit表示i省t期的种植业总产值；Kit表示i省t期的物质资本投入；Lit表示i省t期的劳动力投入；Ait表示i省t期的土地投入；T=1,2,…表示时间趋势；εit是随机误差项。

（1）i省t期各投入要素的产出弹性

（2）两种投入要素m和 j的相对技术进步偏向差异

根据希克斯关于技术进步的定义，本文参考Diamond（1965）提出的技术进步偏向指数的测算方法，得出两种投入要素m和j的相对技术进步偏向为：

其中，βTm表示投入m和时间趋势变量T的交叉项系数，其具体的含义是指纯粹的技术进步带来的要素m的边际产出增量。βTj表示投入j和时间趋势变量T的交叉项系数，是指纯粹的技术进步带来的要素j的边际产出增量。ηm是投入m的产出弹性，ηj是投入j的产出弹性。技术进步偏向指数（DBiasmj）的具体含义是指由技术进步所带来的m要素的边际产出增长率和j要素边际产出增长率之差。若DBiasmj＞0则表示技术进步偏向于要素m，DBiasmj＜0则表示技术进步偏向于要素j，DBiasmj=0则表示技术进步是中性的。

根据以上的说明分别计算要素K、L和A之间的相对技术进步偏向，具体如下。

要素K和L之间的相对技术进步偏向为：

要素L和A之间的相对技术进步偏向为：

要素A和K之间的相对技术进步偏向为：

1.2 要素相对稀缺性计算

由于各地区的农业资源的禀赋不同，其农业技术选择的路径也应有所不同。因此，要想更加准确地衡量区域技术进步方向与要素结构的匹配程度，还需要进一步测算区域生产要素的禀赋状况。本文通过各地区农业物质资本与劳动力、劳动力与土地、土地与物质资本三种农业资源的相对稀缺性衡量各地区的相对要素禀赋。其中，农业各要素的相对禀赋系数的计算公式如下：

其中，Ki、Li、Ai分别表示地区i的农业物质资本投入、劳动力投入和土地投入；∑Ki、∑Li、∑Ai分别表示全国的农业物质资本、劳动力和土地投入。如果λKLi＞1,则说明与全国平均水平相比i地区K要素相对L要素较为丰富；如果λKLi＜1,则说明与全国平均水平相比i地区K要素相对L要素较为稀缺；同样λLAi和λAKi的含义与此相同。

1.3 农业技术进步偏向与要素禀赋结构的匹配量化模型

基于对农业技术进步相对偏向与农业生产要素禀赋结构之间相互关系的分析，可以看出农业技术进步偏向与农业生产要素禀赋结构之间存在着耦合关系。耦合是指两个或多个变量之间的相互联系、相互作用、相互影响的关系。耦合能够反映出不同要素之间所发生的相互适应的行为；耦合协调度能够体现出不同要素之间的匹配程度。耦合度测量模型的具体公式如下：

其中，Cn是指n个系统之间的耦合度；u1，u2，…，un分别指不同系统的综合功效值uij表示指标xij对系统的功效贡献大小；aij和bij分别是第i个系统中第j个序参量的上限和下限值；xij为第i个系统中第j个序参量的功效。λij为各个指标相应的权重，本文通过变异系数法来确定各个序参量中相应指标的权重λij。

根据以上的模型可以推出两个系统之间的耦合度模型如下：

由式（14）可知，耦合度介于0到1之间。当C=0时，说明两个系统间的耦合度极小，在本文中是指农业技术进步偏向与要素禀赋结构之间完全不匹配的关系；当C=1时，说明两个系统之间的耦合度最大，在本文中是指农业技术进步偏向与要素禀赋结构之间存在完美的匹配关系；当0＜C≤0.3时，农业技术进步偏向与要素禀赋结构之间处在低水平的耦合协调关系中；当0.3＜C≤0.5时，农业技术进步偏向与要素禀赋结构之间中度耦合协调状态；当0.5＜C≤0.8时，两者处于高度耦合协调状态；当0.8＜C≤1时，农业技术进步偏向与要素禀赋结构处在极度耦合状态，两者之间处在较为完美的匹配状态。

2 样本数据来源与匹配度测算

2.1 样本数据来源

本文使用中国31个省（市、自治区）1997—2016年的面板数据，为测度农业技术进步与农业生产要素结构耦合协调度需要用到农业总产值（Y）、物质资本（K）、劳动力（L）和土地面积（A）等指标，具体的来源与说明如下。

（1）农业总产值（Y），农业①本文的农业是狭义的农业，特指种植业。总产值的数据来源于《中国统计年鉴》1997—2016年的数据，并以1997年为基期对所选取的数据进行价格平减。（2）物质资本（K），本文选取农业的中间消耗②农业的中间消耗包括：用种、役畜饲料、化肥、燃料、农药、农膜、用电、小农具购置费以及生产服务支出等农业生产性投入。作为物质资本投入，该数据来源于《中国农村统计年鉴》1997—2016年的数据，并用各年的价格指数以1997年为基期对所选取的数据进行价格平减。（3）劳动力（L），本文种植业劳动力是通过第一产业从业人数×（种植业总产值/农林牧渔业总产值）计算得到的；其中第一产业从业人数由各省（市、自治区）的统计年鉴得到，种植业总产值与农林牧渔业总产值的数据来自1997—2016年《中国统计年鉴》。（4）土地面积（A），本文参照已有研究，利用农作物播种面积替代土地要素。其农作物播种面积的数据通过1997—2016年《中国统计年鉴》获得。各生产要素的详细状况见表1。

表1 各农业生产要素的描述性统计

2.2 农业技术进步偏向

2.2.1 参数估计结果

为对农业技术进步偏向进行测算，首先需要对本文所选的超越对数生产函数即式（1）进行参数估计，通过面板数据的F-test和Hausman检验结果显示，模型（1）参数估计适合选择面板固定效应模型。其具体估计结果见表2。

表2 超越对数生产函数估计结果

由表2可得，物质资本投入的系数在1%的显著性水平下为正，说明农业物质资本的投入在农业经济的增长中起到积极的作用；土地投入的系数显著为正，说明土地要素在中国农业经济发展依然占据非常重要的地位；劳动投入的系数不显著，说明随着机械等劳动替代技术的推广，劳动力已经不是制约我国农业经济发展的因素了。从各投入要素的平方项上来看，其中资本的平方项系数在1%的显著性水平上为正，说明在我国农业生产中资本投入还处在规模报酬递增阶段；从交叉项上看，资本、劳动的交叉项和资本、土地的交叉项系数显著为负，这表明资本与劳动之间和土地与资本之间均存在着替代效应。在投入要素和时间趋势变量T的交叉项系数上可以看出，劳动与时间以及时间与土地的交叉项的系数显著为正，说明农业技术进步带来劳动力要素和土地要素的边际产出量显著增加，这表明农业技术进步在节约劳动力和土地要素方面取得了一定的成效；但物质资本与时间的交叉项的系数在1%的显著性水平上为负，可以判断总体上中国农业技术进步并没有带来物质资本要素边际产出量的增加，反而使其边际产出量减小了。

2.2.2 技术进步的要素相对偏向

根据上文对超越对数生产函数参数的估计，利用式（2）至式（8）可计算出各地区技术进步的要素相对偏向，由于篇幅的限制，本文只列出东、中、西部主要年份的技术进步的要素相对偏向，其具体结果见表3。从各区域农业技术进步的相对偏向性来看，总体上看三大区域在总农业技术方向上存在一定的差异，东部地区农业技术进步的呈现出劳动偏向型的特征（BKL＜0，BLA＞0），中部地区农业技术进步的方向同东部地区相同也呈现出劳动偏向型的特征；西部地区的农业技术进步方向呈现出既偏向劳动又偏向土地的趋势。

表3 各地区农业技术进步偏向

2.3 要素禀赋结构

为具体分析农业技术进步方向与各地区农业生产要素相对禀赋的匹配程度，需要了解各地区农业生产要素的相对禀赋状况。通过式（10）、式（11）的计算可以得到各地区相对要素禀赋的具体状况，其计算的结果如下页表4所示。从表4可以看出，各地区的农业生产要素的相对禀赋结构差异比较大。东部地区农业物质资本最为丰富，近年来劳动力稀缺的状况有所缓解，这可能由于劳动力替代型技术的使用以及劳动力的流动等因素，使得东部地区劳动力资源短缺的局面逐步得到了缓解，东部土地资源一直以来都相对比较稀缺；中部地区的各要素相对禀赋都介于东部与西部地区之间，土地相对于资本与劳动力来说是相对比较丰富；西部地区农业物质资本相对比较匮乏，而劳动力和土地资源相对比较丰富。

根据诱致性需求理论，东部地区土地资源相对最为稀缺，根据诱致性技术变迁理论应发展土地节约型的农业技术，即东部地区农业技术应呈现出土地偏向型的；中部和西部地区资本相对比较稀缺，应选择资本节约型的技术，即资本偏向性的技术进步。但由表3与表2的对比分析可以看出，各地区并不是选择与各自农业资源相对禀赋完全吻合的农业技术进步方向即中国农业技术进步方向与农业资源的相对禀赋并不是完全匹配的。

表4 各地区相对要素禀赋

2.4 耦合协调度

为能够更好地判断各地区农业技术进步方向与要素相对禀赋的匹配程度，本文利用耦合协调度来分析它们之间的匹配关系。通过式（13）至式（15）可计算出各地区农业技术进步的相对偏向与要素相对禀赋之间的耦合协调度。从图1可以看出，各地区1997—2014年的耦合协调度均在0.3～0.5之间，表明中国各地区农业技术进步的相对偏向与要素相对禀赋之间的耦合协调度处在中度耦合状态，耦合协调度还处在较低的水平。这也说明了中国各地区农业技术进步的偏向与各自的相对资源禀赋匹配程度还比较低。

图1各地区农业技术进步偏向与要素禀赋结构之间的耦合协调度

从全国来看，农业技术进步偏向与要素禀赋结构之间的耦合协调度变化趋势比较平缓。从地区来看，东部地区农业技术进步偏向与要素禀赋结构之间的耦合协调度从2003以来呈现出明显的下降趋势，这说明近年来东部地区农业技术的选择与要素禀赋之间的匹配状况在恶化；中部地区的耦合协调度一直处于稳步上升的趋势；表明中部地区的农业技术进步偏向与要素禀赋结构之间的匹配状况在不断改善；西部地区的耦合协调度存在一定的波动，但近年来西部地区的耦合协调度呈现出不断上升的趋势。

3 影响匹配度的原因分析

3.1 计量模型与实证方法

本文采用形如式（15）所示的面板数据计量模型对影响了农业技术进步方向与要素禀赋结构的匹配度的因素进行实证分析：

其中，yit为i省份t时期的农业技术进步与生产要素相对禀赋之间的耦合协调度，Xit为i省份t时期的影响技术进步与要素结构之间匹配度的因素，α为常数项，ε为随机误差项。

根据前文的理论分析和以往文献的经验本文尝试选取了以下影响因素：要素市场扭曲程度（X1）、农村居民家庭经营耕地面积（X2）、财政支农事务支出（X3）、有效灌溉面积占农作物播种面积比重（X4）、第一产业产值占地区生产总值的比重（X5）、就业人员高中以上教育程度占比（X6）以及上一期的耦合协调度（X7）。其中，耦合协调度（Y）是由上文计算获得；要素扭曲程度（X1），即一省要素市场扭曲指数=（该省产品市场发育指数-该省要素市场发育指数）∕该省要素市场发育指数。这样构造的要素市场扭曲指数越大，说明该省的要素市场扭曲程度相对越严重，反之要素市场扭曲程度越轻。如果该指数为负值，则说明要素市场的市场化程度好于产品市场的市场化程度。各省1997—2009年的产品市场发育指数和要素市场发育指数数据均来自于《中国市场化指数——各地区市场化相对进程2011年报告》，2010—2016年的产品市场和要素市场的发育指数则是通过插值法预测得到。农村居民家庭经营耕地面积（X2）和有效灌溉面积（X4）来自《中国农村统计年鉴》；财政支农事务支出（X3）第一产业产值占地区生产总值比重（X5）均来自《中国统计年鉴》；就业人员高中以上教育程度占比（X6）来自《中国劳动统计年鉴》。各变量的详细情况见表5。

表5 变量描述性统计

3.2 实证结果分析

通过面板数据的F-test和Hausman检验结果显示，本文所用的模型参数估计选择面板固定效应模型优于混合回归和随机效应模型，模型估计的结果见表6。（1）市场扭曲程度的系数并不显著，即市场扭曲程度并没有对农业技术进步与要素结构之间的匹配度产生显著的影响。（2）农村居民家庭经营耕地面积也不显著，这可能与近年来土地流转加速，而统计年鉴中农村居民家庭经营耕地面积仅以家庭承包土地为统计标准，并没有统计发生流转后的实际经营面积，因此这里并不显著。（3）财政支农事务支出在1%的显著水平下显著正向影响匹配度，说明政府加大对农业的投入在一定程度上促进了农业技术进步与要素禀赋结构之间的匹配度。（4）有效灌溉面积占比在5%的显著水平显著正向影响农业技术进步方向与要素禀赋之间的匹配度，这说明农田水利设施等农业基础设施的建设有利于符合农业生产要素禀赋结构的农业技术推广应用。（5）第一产业增加值占地区生产总值的比重对匹配度没有显著的影响，这说明农业技术进步方向与农业生产要素之间匹配度与农业在国民经济中的地位无关。（6）就业人员高中以上教育程度占比在1%的显著水平上正向影响农业技术进步方向与要素禀赋之间的匹配度。就业人员教育水平的提高一方面有利于新技术的研发，使得更符合要素结构的新技术被研发出来；另一方面，也利于技术的推广与应用。（7）上一期的耦合协调度在1%显著水平下显著正向影响农业技术进步方向和农业要素禀赋结构之间的匹配度，而且系数相对其他因素比较大，这说明农业技术进步具有明显的路径依赖效应，且是影响农业技术进步方向与要素禀赋结构之间匹配度的一个非常重要的因素。

表6 影响因素的实证分析结果

4 结论

本文从农业技术进步偏向和农业生产要素禀赋结构的匹配度视角出发，通过耦合协调度测度各地区农业技术进步方向与要素相对禀赋的匹配状况，并进一步探讨了影响它们二者之间匹配度，即诱致性技术变迁机制没有有效发挥作用的原因。

结果发现，各地区1997—2016年农业技术进步方向与要素禀赋结构之间的耦合协调度均在0.3～0.5之间，表明中国各地区农业技术进步的相对偏向与要素相对禀赋之间的耦合协调度处在中度耦合状态，耦合协调度还处在较低的水平。从全国来看，农业技术进步偏向与要素禀赋结构之间的耦合协调度变化趋势比较平缓。从地区具体来看，东部地区农业技术进步偏向与要素禀赋结构之间的耦合协调度从2003以来呈现出明显的下降趋势，这说明近年来东部地区农业技术的选择与要素禀赋之间的匹配状况在恶化；中部地区的耦合协调度一直处于稳步上升的趋势；表明中部地区的农业技术进步偏向与要素禀赋结构之间的匹配状况在不断改善；西部地区的匹配状况存在一定的波动，但近年来西部地区的耦合协调度出现不断上升的趋势。

此外，本文通过面板固定效应模型分析了影响农业技术进步方向与要素禀赋结构之间匹配度的原因，发现财政支农事务支出、有效灌溉面积占农作物播种面积比重以及就业人员的教育程度显著正向影响农业技术进步方向与要素禀赋结构之间匹配度，而要素市场扭曲程度和农村居民家庭经营耕地面积等因素对二者之间的匹配度并没有显著的影响。