基于DEA 模型对甘肃省农业生产效率评价

李映强，李之凤，杨婕妤

（甘肃农业大学 财经学院，甘肃 兰州 730070）

国富民殷，强农为本，习近平总书记于2017 年10 月18 日在党的十九大报告中提出了大力实施乡村振兴战略的宏伟蓝图[1]。甘肃省为了贯彻落实乡村振兴战略出台了《关于实施乡村振兴战略的若干意见》。该意见指出到2020 年，要实现农业综合生产能力稳步提升，农业供给体系质量明显提高的目标。这就要求必须认清甘肃省经济和农业发展的新特点和新常态，努力提高甘肃省的农业生产效率。这对甘肃省推进乡村振兴战略，促进全省农业和农村经济健康稳定发展非常必要。为此，本研究将采用DEA 方法分析评价乡村振兴背景下影响甘肃省农业生产效率的因素，为甘肃省农业生产效率的提高提供参考。

一、甘肃省农业生产现状分析

（一）甘肃省农业生产条件

1.甘肃省农业生产的自然条件。甘肃省农业生产方面的自然条件严峻，基础设施较为落后，很多不利因素制约着其农业生产的发展，但甘肃省作为传统的农业大省也具有一定的比较优势[2]。总体来看，甘肃省的气候比较干旱，温差大，太阳辐射强，光热资源较为充足[3]。

2.甘肃省农业生产的社会条件。甘肃省农业发展模式相对落后，发展农业生产所需要的基础设施不完善，技术水平不先进、劳动生产率较低和农业资本形成不足，导致其农业基础较为薄弱。但随着社会经济的发展，甘肃省对农业资本的投入也越来越重视。十三五以来，甘肃注重对农业现代化建设的投入，并取得显著效果。其中，科技进步和机械水平在农业生产的贡献率中分别占比达到了55.2%和47%。农业从业人员的素质也不断提升，农业生产资本投入方面不断增加。

（1）农业劳动力投入分析。甘肃省农业从业人员的数量不断减少。从近年来农业的发展趋势来看，甘肃省农林牧渔业就业人员人数不断下降，主要原因是随着社会经济的发展和城镇化的推进，很多的农村剩余劳动力被吸引到城市；此外，由于技术的进步推动了农业机械化革命，因此在农业生产中劳动力的需求被大大降低。这两个原因导致了农林牧渔业劳动力的减少。

（2）农业生产资料投入分析。农业生产资料是指对农业生产有帮助的物质资料，如农业机器设备、电力水平和化肥薄膜。大量投入生产资料对甘肃省农业发展有推动作用，所以对投入的生产资料选取化肥施用折纯量、农用薄膜和农业机械总动力三个方面进行分析。近年来，甘肃省在化肥施用折纯量及农用薄膜、农业机械总动力三者总体上呈现上升的趋势，说明了在农业生产中应逐渐增加生产要素和技术水平的投入来提高农业生产效率。

（3）农业实际播种面积状况分析。农作物的实际播种面积是农产品种植对土地利用情况的综合反映。近几年甘肃省的农作物播种面积整体呈现上升趋势，主要是大豆、薯类和稻谷播种面积不断扩大。实际播种面积总体而言呈逐年增长趋势，增长较为稳定，因此土地播种面积的增加为农业的发展提供了稳定有利的生产条件。

（二）甘肃省农业产出状况

农林牧渔业生产总值反映了一个地区农业生产的总规模和总效益，一般是指在一年内以货币形式表现的农、林、牧和渔业生产的全部资料的价值总和[4]。甘肃省农林牧渔业生产总值从2010 年的9 052 186 万元上升到2017 年的15 596 407 万元，年均增长率为9%，增长的幅度较大。农业生产达到的效益值也在不断上涨。

二、研究方法与指标选取

（一）研究方法

在本研究中选择运用数据包络分析方法（DEA）来衡量生产效率指标[5]。DEA 模型是一种以多指标投入和产出来对决策单元DMU 有效性进行分析的方法，可以分析农业投入和产出的有效性，将问题转化为线性规划问题，计算出过程的最优化结果，从而使对结果的评价更为客观。

假设在一个经济系统中有n 个同类型的决策单元（DMU），每个决策单元都有m 种投入和s 种产出，那么决策单元j（1≤j≤n）的投入、产出向量分别为Xj=（x1j，…，xmj）T，Yj=（y1j，…，ysj）T，，j=1，2，…，n，由于（xj，yj）是实际观测的生产活动，因此有（Xj，Yj）沂T，j=1，2，…，n，则由上述n 对投入-产出向量组成的集合T 就被称为一个参考集：

投入指标的权重向量是v=（v1，v2，…，vm）T，产出指标的权重向量是μ=（μ1，μ2，…，μs）T。第j 个决策单元的效率评价指数为其含义是指在权重系数v，μ 之下，投入为vTxj，产出为μTyj时的产出与投入之比。进而，得到DEA 的BCC 模型（Input-BCC模型）：

本研究选用DEA 中的BCC 模型进行静态分析讨论，它是以规模报酬可变为假设前提。农业生产容易受到多种因素的影响，波动性比较大，投入因素容易改变，因此运用DEA 模型分析评价甘肃省农业生产效率的问题非常适合。

（二）模型构建

本研究将采用规模收益可变的BCC 模型，对决策单元的综合效率、纯技术效率和规模效率进行评价，以探明不同年份生产效率有效性的差异与原因。BCC 模型考虑到规模报酬的变动情况，将总技术效率分解为纯技术效率和规模效率（总技术效率值=纯技术效率值×规模效率值），并得出规模收益状况[6]。

（三）指标选取

根据选取数据的各种原则（如可代表性、科学性和易得性等），同时借鉴相关研究分析，针对2010—2017 年甘肃省农业投入产出的实际情况选择了6 个投入指标和1 个产出指标进行分析[7]。投入指标分别是农作物实际播种面积（千公顷）X1，农用薄膜（万吨）X2，农林牧渔业劳动力人数（万人）X3，农业机械总动力（万千瓦）X4，农用化肥施用量（万吨）X5，牲畜头数（万头）X6；产出指标是农林牧渔总生产值（万元）Y。由于有些自然环境因素无法用具体的指标衡量（如：天气因素），而且相关数据也不易获取，所以剔除了不宜衡量的自然环境因素。

三、甘肃省农业生产效率静态分析

本次研究以资本投入为导向对甘肃省2010—2017 年的农业生产投入产出进行了综合技术效率、纯技术效率和规模效率的分析计算。

纯技术效率*规模效率=综合技术效率

由此得出，综合技术效率的提高离不开纯技术效率和规模效率的提高，提高纯技术效率和规模效率是提高综合技术效率的关键所在[8]。

表1 2010—2017 年甘肃省农业的投入和产出

表2 甘肃省农业生产效率分析

从表2 可以看出甘肃省2010—2017 年的农业生产纯技术效率、综合技术效率和规模效率的数值变化。从结果可以得知，甘肃省的年均纯技术效率、平均综合技术效率以及年均规模效率分别为：0.999、0.868 和0.869。这些数据说明甘肃省农业生产效率在随着经济水平的不断提高和财政资金投入的增多，其发展趋势总体上有所改善。

（一）纯技术效率分析

纯技术效率（BCC）是指对制度和管理水平的体现及技术的利用程度，其考察的是获取最大产出的能力。纯技术效率的值都比较高，计算数值全部都在0.99 以上，总体上十分稳定。这说明2010—2017年甘肃省农业的发展离不开科学管理的进步和在农业生产中对现代科学技术因素的重视。这说明甘肃省农业生产达到了较佳水平，也从侧面反映了甘肃省在投入生产要素分配上比较合理，科学管理制度较为完善。

（二）综合技术效率分析

综合技术效率（CCR）是农业生产投入与产出等多个方面整体效率状况进行综合评价的重要指标[9]。由表2 可知，综合技术效率在2011 年最低，仅为0.769。主要是纯技术效率较低引起的，在2011 年农业生产上投入的技术没有得到充足利用，进而拉低了农业生产的综合技术效率。根据原始数据发现2011 年甘肃省在农业生产过程中相比2010 年投入了更多的农用薄膜、机械总动力、化肥施用量和牲畜总量，播种面积不断扩大，导致综合技术效率较低。

（三）规模效率分析

农业经营规模因素影响农业生产效率的变化称为规模效率（SE），它反映的是实际生产规模和理想生产规模之间的差值，一般是指农业生产投入与产出的匹配程度，即在生产要素投入一定的情况下产出规模的有效程度。该数值可以反映出甘肃省2010—2017 年间农业生产是否在合理的规模结构下发展实施。2010—2017 年的年均规模效率为0.869。2011 年规模效率最低，其原因是：纯技术效率和综合技术效率的变化导致规模收益处于递减状态，这时需要对生产规模进行调整，使各种投入得到合理的使用，结合当地实际情况让效果最优化。

四、甘肃省农业生产冗余分析

通过DEA 软件对甘肃省农业生产效率进行分析计算，计算出投入产出量的冗余率。这些冗余率表示在投入一定时可以通过减少投入生产资料或者增加产出值，以实现提高其技术效率的目的[10]。

运用DEA 软件对原始数据进行计算得出表3。通过表3 可以发现2010—2017 年甘肃农业生产过程投入的每一个要素均有不同层次的冗余状况。

表3 2011—2017 年甘肃省农业生产率冗余率分析

从均值来看农业机械总动力的冗余率的均值是最大的，冗余量为-16.50%，这是因为甘肃省在农业生产过程中投入的机械总动力过度，普及率不够平衡，没有得到充分的利用。甘肃省农业发达地区与落后地区对机械的应用水平不同。农林牧渔从业人数的冗余率相比较其他投入较低，冗余率为-0.52%，这说明甘肃省农业生产应该合理分配农业劳动力，进一步解放农业劳动力，加大对农业从业人员的培训，农业劳动力知识水平的提高可以为甘肃省的农业生产提供智力支持。通过比较发现甘肃省在农业发展过程中对农用薄膜使用量较大。农用薄膜的冗余率仅次于农用机械总动力，冗余率达到了-6.27%，通过此数据说明甘肃省在农业生产的进程中要尽量减少使用农用薄膜，应该加强对环境的保护，减少污染。

从单个年份看，2015 年农业机械总动力的冗余率最大，冗余率达到了-25.02%，这表明671.77 万千瓦的农业机械总动力没有被人们有效用于农业生产，2016 年起甘肃省农业生产在投入方面没有发生冗余。实际播种面积在这八年期间，没有发生冗余，这表明全部生产投入都用于播种。

从产出来看，甘肃省农业生产的产出冗余在2013年达到最大，冗余率为10.24%，少产出了1 263 211万元，产出冗余的均值为8.05%。这表明甘肃省在2010—2017 年产出不足，出现生产效率不高的问题。

综上所述，根据当今社会经济发展水平和农业生产力发展水平的基础，甘肃省应该在农业生产过程中在对农用薄膜的使用上减少1.03 万吨，农林牧渔从业人数应该减少4.62 万人，农业机械总动力应减少370.52 万千瓦，化肥施用量应减少13.11 万吨，牲畜头数应减少16.46 万头，农业过程中只有在投入和产出相符的情况下才能使甘肃省农业生产效率达到最佳。通过表3 发现每个元素的冗余率也不同，这说明甘肃省农业生产能力不足，有待改进，没有对每一个生产要素做到充分利用，未将产出达到最大化。在未来的发展过程中，甘肃省应该关注潜在土地资源的潜力，合理分配农业用水。在农业发展过程中充分利用地方资源，发展地方特色优势农业，促进农业增长和有机农业发展，在减少农业生产过程对环境产生的污染的基础上改善环境，使农业发展更加科学，达到降低投入要素和产出要素的冗余率的目的。

五、结论与建议

（一）结论

本研究运用数据包络分析方法，对甘肃省2010—2017 年农业生产效率进行了静态分析，了解到了甘肃省农业生产效率的变化的大体方向。最终得知2010—2017 年甘肃省的农业投入产出存在一定的不合理性，农业机械总动力和农用薄膜等生产要素投入过多，而农林牧渔的总产值产出不足。综上，甘肃省的农业生产投入没有达到最优配置，存在一定程度的浪费，农业的生产效率有待进一步提升。

（二）建议

1.加强对科技的投入，着重人才培养。甘肃省应该立足于现代发达的科技，优先发展农业生产机械化。机械化的发展水平在很大程度上决定了农业生产效率的高低，加大对农业的科技投入能够促进农业发展，解放人力，进而推动整个农业产业的发展。要不断提高农业从业人员文化水平和专业技术，培育一大批具有高素质的现代农户，从而达到农业生产效率提高的目的。

2.加强基础设施和扶贫攻坚力度。甘肃省各地农业生产效率由于其内部的自然和社会条件的差异而有所不同。因此应该用不同的措施应用于不同的地区，最重要的是能够突出地方特色，实现资源的合理匹配。提高农产品附加值，利用品牌农业的优势条件来提高农户的收入，摆脱贫困现状。

3.因地制宜发展特色农业，推进规模经营。扩大经营规模，提高农业投入产出规模效率。提高甘肃省农业发展和生产效率的保障是农业集约化种植，推进农业的适度规模经营。甘肃省政府要完善辖区内有关土地流转的制度，建立起灵活高效的土地流转机制[11]，一方面，通过高效的土地流转机制可以实现农业规模经营，使得农业生产效率提高。另一方面，甘肃省应该积极鼓励和支持农业合作化的发展。最后，组织农户种植实现规模化生产。