要素投入结构与农业全要素生产率增长

赵亮， 余康

(浙江农林大学经济管理学院，浙江 临安 311300)

随着中国农业生产的资源环境约束日益严峻，提高农业TFP将是今后中国农业可持续增长的主要来源[1]。理论上在多投入的情况下，除了技术进步、技术效率变化和规模效率变化，混合效率变化也是驱动TFP增长的重要因素[2]。要素投入结构变化通过改变混合效率，进而影响TFP增长。改革开放以来，化肥和农业机械投入持续增加，农村劳动力大量流动，农业要素投入结构发生了巨大的变化，但农业要素投入结构长期失衡和配置扭曲状况没有得到根本性的缓解，没有要素投入结构的优化和组合效率的提升，就很难形成一个高效的农业供给体系[3]。1978—2016年，中国农业机械总动力增长了714.3%，化肥增长214.7%，劳动投入减少了6.3%，土地投入增长了13.8%，有效灌溉面积增长了46.9%[4]。

国内外学者就农业TFP增长及其驱动因素进行了广泛的研究。其研究方法普遍使用的是基于DEA的Malmquist指数法[5-11]，这些研究主要评估了技术进步、技术效率变化和规模效率变化对农业TFP增长的影响。该方法之所以应用广泛，主要是由于Malmqusit 指数容易分解[12]。但该方法存在一定的局限性，导致使用该方法无法识别混合效率变化对TFP增长的影响：(1)如果技术是规模报酬不变的，用Malmquist指数对TFP增长的测算才是正确的[13-14]，这时TFP增长的驱动因素中不存在混合效率；(2)如果技术是规模报酬可变的，用Malmquist指数测度与分解TFP增长则存在系统偏差[13]。总之，使用Malmquist指数无法识别出混合效率变化这个驱动因素，即无法评价要素投入结构改变对TFP增长的影响。有鉴于此，O’DONNELL[12]提出了TFP指数的加总数量框架(Aggregate Quantity Framework)，该分解框架的优势是通过构造乘积完备(Multiplicatively Complete)TFP指数，可将TFP指数彻底分解为技术进步、技术效率变化、规模效率变化和混合效率变化，且无需先验假定技术的规模报酬性质。目前，已有一些研究利用加总数量分解框架测度与分解农业TFP增长，如程长林等[15]的研究主要关注的是技术进步和技术效率变化对农业TFP增长的影响以及收敛性问题；夏佳佳等[16]、张海霞等[17]的研究虽然关注了混合效率变化这个驱动因素，但没有进一步分析混合效率变化的实际含义，即投入导向下混合效率的变化是由于要素投入结构变化引起的。鉴于此，本研究采用该分解框架对农业TFP增长进行了测度与分解，重点考察混合效率变化对农业TFP增长的影响，进而评价要素投入结构变化对农业TFP增长的贡献。

1 中国农业要素投入结构变化的演变与分析

本研究根据要素投入结构的变化将1978—2016年划分为以下4个阶段：

1978—1984年：以农业机械总动力和农林牧渔从业人员变动为主。农业机械总动力增长66.6%，农林牧渔从业人员增长11.3%，其他要素投入变化相对较小，化肥施用量下降5.6%，土地投入下降3.4%，有效灌溉面积下降0.98%。由于家庭联产承包责任制、政府对农产品政策性提价，以及减少国家统派购数量等政策的实施，提高了农民生产积极性，农林牧渔从业人员数出现了较大幅度的增加。伴随农机产权制度改革推进，允许农民私人购买和使用拖拉机经营运输业这2项政策，激发了农民对农机投入的热情，而农民对农机投入的增加是此阶段农业机械总动力快速增长的主要原因[18]。

1985—1993年：以农业机械总动力和化肥施用量变动为主。农业机械总动力增长51.4%，化肥施用量增长74.8%。其他要素投入增长相对较慢，有效灌溉面积增长10.3%，农林牧渔从业人员增长9%，土地投入增长2.8%。此阶段农产品价格大幅度上涨，1993年农产品生产者价格指数比1985年上涨了近3倍[19]，农产品价格的上涨带来了农业生产要素投入的增加，并且由于劳动力价格增长了4倍，而同期的化肥和农机投入的价格增长了2～3倍[20]，致使化肥和农机投入出现了大幅增长。

1994—2006年：农业机械总动力和化肥施用量的增长依然较快，与此同时其他要素投入也发生了较大变化。农业机械总动力增长111.8%，化肥施用量增长45.9%，而有效灌溉面积增长13.0%、农林牧渔从业人员减少10.0%，土地投入增长2.8%。1994年中国共产党“十四大”明确提出了建立社会主义市场经济体制，商品经济开始繁荣，农业劳动力的机会成本持续增加，因此农林牧渔从业人员出现了下降。该阶段机械投入的增长，可能是由于在2004年实施了农机购置补贴政策，降低了农民和农业生产经营组织购买农机的成本，从而促进了机械投资的增长。2001年国家提出对国家计划内安排进口钾肥、复合肥免征进口增值税的政策，2005年国家取消对国内企业生产销售的尿素产品征收增值税，2006年实施的农资综合直补，这些措施使化肥价格没有随着物价上涨而出现显著增长，并且由于农业生产用地的增加，使农业化肥投入在该阶段出现了较大幅度的增长。

2007—2016：年农业机械总动力、有效灌溉面积和化肥施用量变动幅度较大。农业机械总动力增长26.9%，有效灌溉面积增长18.7%，化肥施用量增长17.1%。其他2种要素变动相对较小，农林牧渔从业人员下降6.4%，土地投入增长9.9%。其中，2007—2016年有效灌溉面积增长幅度远超其他3个阶段，这与2011年国家提出要大力兴建农田水利建设，加强建设灌区末级渠系和配套的田间水利工程等措施密切相关。并且随着家庭承包经营耕地流转面积进一步扩大，农业生产中农业机械化需求日益迫切，农业机械总动力出现了较大增长。在土地投入方面，耕地红线保护政策的提出，以及2014年“三权分置”明确了土地确权，促进了土地流转减少了耕地抛荒现象，土地投入出现了较大的增长。从化肥投入来看，由于消费者对农产品安全要求的提高以及国家提出的在农业生产中合理使用化肥的号召，化肥投入增幅较上一阶段放缓。

2 乘积完备TFP指数的分解与测度

2.1 乘积完备TFP指数的分解

2.1.2 技术效率、规模效率和混合效率 该方法用TFP之比定义技术效率、规模效率和混合效率，及技术进步。图1中曲线Ⅰ为投入结构不变的生产前沿，曲线Ⅱ为投入结构可变的生产前沿。直线AB表示总产出一定，而投入可变，在此假设前提下定义的效率，即所谓投入导向的效率。

技术效率(technical efficiency)：A点生产单位t期的技术效率为A点与B点的TFP之比，记作:

(1)

规模效率(scale efficiency)：A点生产单位t期的规模效率为B点与D点的TFP之比，记作：

(2)

图1 基于投入导向的效率

混合效率(Mix Efficiency)：混合效率是本研究关注的重点。假设生产单位仅使用2种投入，总投入X(xt)=α1x1t+α2x2t。图2中曲线为生产前沿，表示具有技术效率的所有投入组合(x1t，x2t)，虚线为等投入线。(1)如果投入结构不变，总投入从A点下降到B点，即为技术效率ITEt=‖0B‖/‖0A‖；(2)如果投入结构可变，总投入可沿着前沿从B点进一步降低到D点，即混合效率IMEt=‖0D‖/‖0E‖，即为图1中的D点与E点的TFP之比，称其为剩余混合效率(Residual Mix Efficiency)[12]，记作:

(3)

图2 基于投入导向的混合效率

2.1.3 乘积完备TFP指数的分解 A点TFP与E点可行技术下最大TFP*之比，称为t期生产单位总效率(TE)

(4)

所以，生产单位t期的TFP可表示为：

(5)

同理，生产单位s期的TFP也可表示为：

(6)

则生产单位s期与t期的TFP之比为TFP指数：

(7)

式中：等号右边第1项为技术进步指数；方括号内为技术效率指数、规模效率指数与剩余混合效率指数的乘积。

乘积完备的TFP指数还有另一个分解路径[12]：

(8)

式中：方括号内为技术效率指数、剩余规模效率指数与混合效率指数的乘积。

考虑到乘积完备的TFP指数有2个分解路径，若仅根据一个分解路径测度与分解TFP增长可能存在偏差，因此，本研究将2个分解进行了几何平均。

(9)

式中：方括号内为技术效率指数、规模效率指数与混合效率指数的乘积。

本研究通过测度混合效率指数对TFP增长的贡献，进而评估要素投入结构对TFP增长的影响。如果混合效率指数大于1，则混合效率提高了TFP指数，即表明要素投入结构变化促进了农业TFP增长。如果混合效率指数小于1，则混合效率降低了TFP指数，即表明要素投入结构变化抑制了农业TFP增长。

2.2 TFP指数的测度

本研究采用Hicks-Moorsteen TFP指数，该TFP指数的构建如下：

(10)

(11)

式中，投入、产出的加总数量函数采用了距离函数D(x,q)，该函数满足非负性、非递减性和线性齐次性。Hicks-Moorsteen TFP指数为以上两个数量指数之比，记为

(12)

因此，Hicks-Moorsteen TFP指数是乘积完备的，而Malmqusit TFP指数不是乘积完备的[12]。

3 变量与数据来源

3.1 投入、产出变量

(1)劳动力投入变量：用农林牧渔从业人员数表征，所有省级地区均缺少2013—2016年农林牧渔业从业人员数据，本研究采用指数平滑方法(Exponential Smoothing)对其进行了估计(单位：万人)。(2)土地投入变量：用农作物总播种面积与水产养殖面积之和表征(单位：khm2)。(3)机械动力投入变量：用农业机械总动力表征(单位：104kW)。(4)化肥投入变量：用化肥施用量(折纯量)计算(单位：104t)。(5)灌溉投入变量：用有效灌溉面积表征(单位：khm2)。

产出变量用农林牧渔业的生产总值表征(单位：亿元)，并通过农林牧渔总产值指数将生产总值平减为1990年可比价格。

3.2 数据来源

本研究数据来源于1978—2016年《中国农村统计年鉴》，数据为28个省级地区农业投入产出面板数据，并将其分为3大地区，东部地区包括北京、天津、河北、辽宁、山东、上海、江苏、浙江、福建和广东；中部地区包括山西、吉林、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北和湖南；西部地区包括广西、内蒙古、四川、贵州、云南、陕西、甘肃、青海、宁夏和新疆，其中，未包含西藏和港澳台地区，并将重庆市并入四川省，海南省并入广东省。

4 结果与分析

4.1 TFP指数的测度与分解结果

本研究利用DPIN3.0软件对中国农业TFP指数进行了测度与分解，表1报告了测度与分解结果，即每一时段TFP指数等于混合效率变化、技术进步、技术效率变化和规模效率变化的乘积。

4.2 要素投入结构对中国TFP增长的影响

4.2.1 1978—2016年要素投入结构对中国农业TFP增长的影响 中国农业TFP年均增长率为3.7%，与以往研究基本一致，例如陈卫平[6]、方福前等[7]、李谷成等[8]、程长林等[15]、周瑞明[22]、周志专[23]。其中，混合效率年均增长率接近于0，结果表明混合效率变化未对农业TFP增长产生影响，即要素投入结构变化几乎未促进农业TFP增长。TFP增长的主要驱动因素为技术进步，年均增长率为4.2%，而技术效率与规模效率变化年均下降率分别为0.4%和0.1%，阻碍了农业TFP增长。导致中国农业技术效率下降的主要原因，一是农业技术推广体系建设不完善，以及小规模的家庭经营方式，阻碍了新技术的推广；二是农村青壮年劳动力流失，农业生产老龄化日益严重，降低了新技术的转化效率[24，26]。而土地承包责任制形成的农地细碎化，以及单一、过短、分散的土地流转方式，使得农业规模化经营困难，则抑制了中国农业规模效率的提高[27,28]。

表1 中国农业TFP指数与分解Tab.1 TFP index and decomposition of Chinese agriculture in China

注：表中指数为1978—2016年的几何平均值。

Note: The index in the table is the geometric mean of 1978-2016.

中国东部、中部、西部的农业TFP年均增长率分别为4.6%、2.8%、3.5%，其中，仅东部混合效率为正增长，年均增长率为0.4%，这意味着要素投入结构变化促进了农业TFP增长。而中西部混合效率均出现了负增长，年均降幅分别为0.3%和0.2%，表明中西部地区的要素投入结构变化阻碍了农业TFP增长。从其他指标对各地区农业TFP增长的影响来看，技术进步为东中西农业TFP增长的主要动力，年均增长率分别为3.9%、4.5%、4.4%。其次是规模效率对农业TFP增长的积极影响，其在东西部促进了农业TFP增长，年均增长率分别为0.2%和0.3%，但在中部地区降低了农业TFP增长，年均降幅为0.7%。然而，技术效率对农业TFP增长所产生的积极作用，仅在东部地区显现，年均增长率为0.2%，在中、西部地区均阻碍了农业TFP的增长，年均降幅分别为0.6%和0.9%。

4.2.2 不同阶段要素投入结构对中国农业TFP增长的影响 1978—1984年阶段，中国农业TFP年均增长率为6.8%，其中，混合效率年均下降率为0.2%，结果表明，混合效率抑制了农业TFP增长，即要素投入结构变化阻碍了农业TFP增长。技术进步是对农业TFP增长贡献最大的指标，其年均增长率为7.1%，其次是技术效率的驱动，其年均增长率为0.4%。规模效率年均下降率为0.6%，对农业TFP增长产生抑制作用。

中国东部、中部、西部的农业TFP年均增长率分别为7.3%、2.9%、9.4%，其中，东、西部混合效率为正增长，年均增长率分别为0.1%和1.2%，说明要素投入结构变化促进了农业TFP增长。而中部混合效率出现了下降，年均下降率分别为2.3%，表明要素投入结构变化抑制了农业TFP增长。从其他指标对各地区农业TFP增长的影响来看，技术进步为东、中、西部农业TFP增长的主要驱动因素，其年均增长率分别为6.2%、9.1%、6.5%。技术效率仅在东部地区促进了农业TFP增长，其年均增长率为1.7%，而在中、西部地区阻碍了农业TFP增长，年均下降率分别为0.4%和0.1%。规模效率在东、中部均阻碍了农业TFP增长，年均下降率分别为0.7%、3.1%，而在西部地区促进了农业TFP增长，年均增长率为1.7%。

1985—1993年阶段，中国农业TFP年均增长率为1.7%，增幅较上一阶段下降。其中，混合效率年均下降率为0.9%，表明混合效率抑制了农业TFP增长，即要素投入结构变化阻碍了农业TFP增长。技术进步对农业TFP增长的贡献最大，年均增长率为3.6%。技术效率抑制了农业TFP增长，年均下降率为1%。规模效率对农业TFP增长没有明显的影响，年均增长率接近于0。

中国东部、西部的农业TFP年均增长率分别为3.8%、1.3%，而中部的农业TFP出现了下降，年均下降率为0.2%。其中，仅东部的混合效率年均增长率为0.1%，说明要素投入结构变化带来了农业TFP增长，而中、西部混合效率年均下降率分别为1.8%和1.2%，表明要素投入结构变化抑制了农业TFP增长。从其他指标对各地区农业TFP增长的影响来看，技术进步依旧是东、中、西农业TFP增长的主要源泉，其年均增长率分别为3%、4.3%、3.8%。而技术效率在东、中、西部均阻碍了农业TFP增长，年均下降率分别为0.1%、2.1%、0.9%。规模效率仅在东部地区促进了农业TFP增长，年均增长率为0.8%，而在中、西部地区阻碍了农业TFP增长，年均降幅分别为0.5%和0.3%。

1994—2006年阶段，中国农业TFP年均增长率为3.7%，增长速度较上一时期增长。其中，混合效率年均增长率为0.4%，说明混合效率带来了农业TFP增长，即要素投入结构变化推动了农业TFP增长。技术进步是农业TFP增长的主要来源，年均增长率为4.5%，而技术效率和规模效率变化均阻碍了农业TFP增长，年均下降率分别为0.9%和0.3%。

中国东部、中部、西部的农业TFP年均增长率分别为5.4%、3.3%、2.4%，其中，东、中部混合效率年均增长率分别为0.9%和0.6%，表明要素投入结构变化提高了农业TFP增长。而西部地区混合效率年均下降率为0.6%，意味着要素投入结构变化抑制了农业TFP增长。从其他指标来看，技术进步仍是3个地区农业TFP增长的主要源泉，其年均增长率分别为4.4%、3.9%、5.1%。但3个地区的技术效率均阻碍了农业TFP增长，年均下降率分别为0.2%、0.6%、1.7%。从规模效率变化对农业TFP增长的影响来看，仅在东部地区促进了农业TFP增长，年均增长率为0.2%，而在中、西部地区均阻碍了农业TFP增长，年均下降率分别为0.7%和0.5%。

2007—2016年阶段，中国农业TFP年均增长率为3.7%，与前一阶段一致。其中，混合效率年均增长率为0.4%，表明混合效率促进了农业TFP增长，即农业要素投入结构变化带来了农业TFP增长。技术进步年均增长率为2.7%，对农业TFP增长产生了主要贡献。与此同时，技术效率和规模效率变化均带来了农业TFP增长，年均增长率分别为0.2%和0.4%。

中国东部、中部、西部的农业TFP年均增长率分别为2.8%、5%、3.6%，其中，东部和中部混合效率的年均增长率分别为0.1%和1.2%，这表明要素投入结构变化促进了农业TFP增长。而西部地区的混合效率年均变化接近于0，说明要素投入结构变化未对农业TFP增长产生影响。此外，3个地区的技术进步均为农业TFP增长的主要动力，年均增长率分别为2.7%、2.6%、2.8%。然而，技术效率变化对农业TFP增长的影响来看，仅在中部地区产生了积极作用，年均增长率为0.7%，在另2个地区未产生积极影响。从规模效率变化对农业TFP增长的影响来看，其在中、西部地区促进了农业TFP增长，年均增长率分别为0.5%和0.9%，而其在东部地区年均增长接近于0，表明对农业TFP增长没有影响。

5 结论与讨论

本研究利用1978—2016年28个省级地区面板数据，基于加总数量框架，采用乘积完备的Hicks-Moorsteen TFP指数，将农业TFP增长进行了彻底地分解，通过考察混合效率变化对中国农业TFP增长的影响，进而评估要素投入结构变化对农业TFP增长的贡献。结果表明：技术进步是农业TFP增长最主要驱动因素，而各种效率变化对农业TFP增长的贡献存在较大的波动性。从时间维度来看，在1994—2016年间混合效率年均变化为正，说明这期间要素投入结构变化促进了农业TFP增长。从空间维度来看，东部地区混合效率年均变化为正，表明东部地区要素投入结构变化提高了农业TFP增长，而中部和西部地区混合效率年均变化为负，意味着2地区要素投入结构变化阻碍了农业TFP增长，其中，中部地区要素投入结构变化对农业TFP增长产生的阻碍作用更为明显。

从理论上看，由市场供给与需求决定价格，由价格引导要素投入配置时，要素投入结构将有助于TFP增长。而研究表明要素投入结构变化对中国农业TFP增长的影响，在时空上存在较大差异，要素投入结构的促进与抑制效应并存。这可能是由于不同时期与地区要素的市场化发育程度存在着较大差异，存在政府对农业生产要素的干预，如对购置农机和化肥生产进行补贴，导致要素价格存在不同程度的扭曲，进而造成要素投入结构的扭曲，阻碍农业TFP的增长。另外，化肥的过量使用，还可能产生面源污染。因此，政府应进一步提高要素的市场化程度，减少对要素价格的干预，保障要素价格的稳定，充分发挥价格在资源配置的决定作用，使得要素投入结构不断优化，从而推动农业TFP增长。