甘肃省设施蔬菜生产效率分析——基于地区比较的视角

王变变，关士琪，籍常婷，唐 增

（兰州大学草地农业生态系统国家重点实验室/ 中国草业战略研究中心/兰州大学草地农业科技学院，甘肃兰州730020）

凭借气候温和干燥，光照充足，热量丰富，昼夜温差大，廉价劳动力资源丰富的有利条件，甘肃省自20 世纪80 年代逐渐发展塑料棚蔬菜，经过多年的发展，2017 年蔬菜总面积56.98 万hm2，其中设施蔬菜面积10.93 万hm2，产量达579.7 万t，产量与产值逐年增加，设施蔬菜在甘肃省农业中已具有举足轻重的地位。截至目前，对甘肃省设施蔬菜发展宏观方面的研究较多，张学斌等[1]对甘肃省设施蔬菜的生产现状和发展对策展开探讨，得出了产业发展的着眼点放在优质、特色、品牌上的结论；马乐军等[2]对甘肃省蔬菜发展进行了SWOT 分析，并给出了相应的对策建议；刘华等[3]对甘肃省设施番茄发展存在的问题进行分析，并提出了对策建议。就DEA 模型而言，国内对该模型的应用日趋成熟，孟阳等[4]利用DEA 模型将2010 年北京与全国的设施蔬菜生产效率进行对比，经过研究发现，北京市设施蔬菜的技术效率与环境效率比其他省市有优势，但露地蔬菜没有优势。孙明艳等[5]采用DEA 方法对黑龙江省2011—2015年几种不同蔬菜的投入产出进行了分析，研究表明了新技术的开发是促进黑龙江省蔬菜生产效率提高的重要因素。白世秀、王宇[6]利用DEA 模型评价了我国各省市的农业生态效率。

笔者阅读了甘肃省设施蔬菜生产方面相关的诸多文献，发现甘肃省设施蔬菜的投入产出生产效率方面横向与全国设施蔬菜对比微观分析的文献非常少。因此，本文在对比分析全国与甘肃省设施蔬菜投入产出的基础上，用DEA 模型分析甘肃省设施蔬菜与全国设施蔬菜的生产效率，以此来评价甘肃省设施蔬菜在投入产出方面的问题以及相对全国其他省市来说生产方式有无比较优势，并提出有助于甘肃省设施蔬菜可持续发展相对应的解决措施和对策建议。

1 甘肃省设施蔬菜投入产出现状分析

投入产出是生产效率最直观的反映，本文选取甘肃省和全国各个省市主栽3 种设施蔬菜667 m2的产量、总成本、成本收益率对比，分析结果如图1、图2 和图3 所示。

由图1 可知，甘肃省设施西红柿、设施黄瓜、设施菜椒产量均高于全国平均水平，表明甘肃省设施蔬菜的产量相对于全国设施蔬菜有显著优势。由图2 得出，甘肃省设施黄瓜、设施菜椒的成本明显高于全国平均水平，这充分说明了甘肃省的设施蔬菜属于高投入高产出型。由图3 可知，甘肃省设施西红柿的成本收益率与全国水平相差57.69%，充分说明了虽然设施蔬菜投入成本高、产量高，但成本收益率太低，与全国相比根本没有优势，设施黄瓜成本收益率高于全国27.75%，设施菜椒成本收益高于全国11.52%，说明了设施黄瓜和设施蔬菜相对于全国而言有明显的优势，虽然投入成本高，但实现了高产出和较高的成本收益率。

2 研究方法和数据来源说明

2.1 研究方法

本文采用数据包络分析法（data envelopment analysis,DEA）来研究设施蔬菜的投入产出效率。DEA 模型于1978 年由著名运筹学家Charnes 和Copper 等学者提出，DEA 方法是用数学规划模型比较具有相同类型投入和产出的生产或非生产单位的相对效率的一种非参数方法，不受输入输出数量量纲的影响，每一个生产单位称作“决策单元（DMU）”，将决策单元投影到有效前沿面上，然后对比决策单元DMU 偏离有效前沿面的程度来评价其各自的有效性[7-15]。DEA 模型中有4 个典型代表模型，分别是C2R 模型、BC2模型、ST 模型、FG 模型，其中应用频率最高的模型是C2R 模型和BC2模型，但二者之间有本质的区别，BC2模型的条件是规模报酬可变的情况下应用，而C2R 模型的应用条件是规模报酬不变[16]。

2.2 数据来源

考虑到数据的科学性、准确性、可获得性和决策单元的一致性，本文将重点选取甘肃省代表性较强的设施西红柿横向与全国各省市的设施西红柿效率分析对比。选取的数据是《2018 年全国农产品成本收益资料汇编》。

3 模型建立和变量选取

3.1 模型建立

鉴于C2R 模型和BC2模型需要在最优规模条件下运行，考虑到如果DMU 没有在最理想的条件下运行时，规模效率可能会对C2R 模型的结果有影响，为了保证规模效率对测度结果没有影响，所以本研究采用应用比较广泛且基于规模报酬可变的BC2模型分析设施蔬菜的生产效率。该模型的表述如下：设有n 个决策单元（全国各个省市）DMU，每个决策单元用DMU,（j=1,2,3,….n）表示，每个DMU 有m 种输入和s 种输出, 用Xj 表示输入变量，Yj 表示输出变量, 则：Xj＝（x1j，x2j，…，xmj）T，Yj＝（y1j，y2j，…，ysj）T，其中Xmj为第j 个决策单元对第m 种类型投入的投入量，Ysj为第j 个决策单元对第s 种类型产出的产出量。式中，s-、s+分别表示对应输入和输出的松弛变量j 为相对DMU 重新构造的一个有效DMU 组合中第j 个决策单元DMU 的组合比例；θ 为决策单元DMU 的效率值，X0、Y0分别为常数项。根据θ、s-和s+的值，分为以下3 种情况：当θ=1，s-=0，s+=0时，则决策单元j 为DEA 有效，即投入产出效率达到最优状态；当θ=1，且s-，s+两者不全为0 时，则决策单元j 为弱DEA 有效，若s-＞0,则说明第m 种投入资源没有得到充分利用的数值为s-，若s+＞0，说明第s 种产出与最大产出值存在s+的不足；当θ＜1 时，则决策单元j 为非DEA 有效，存在一定程度的投入冗余和产出不足的情况。

对于一个非DEA 有效的决策单元DMU0，可以通过DMU 在相对有效的生产前沿面的投影来改进，从而找到调整的目标值，将其调整为有效的决策单元。设DMU0的投入产出为（X0，Y0），（X*,y*）为DMU0在DEA 有效前沿面上的投影，调整后的（X*,y*）相对于调整之前的（X0，Y0）来说是有效的，具体调整方法为：X*=θX0-s-y*=Y0+s+[17]。

3.2 变量选取

变量的选取主要参考《2018 年全国农产品成本收益资料汇编》中的变量。在本研究的具体运算中，以蔬菜主产品产量为产出变量，选取对蔬菜生产比较重要且占比较大的投入要素，分别为农膜费、用工日、种子费、肥料费、农药费，其中用工日包括家庭用工天数和雇工天数，肥料费包括化肥费和农家肥。

4 实证分析

通过整理出投入产出的数据在DEAP2.1 软件的运算得到甘肃省和全国其他各个省市设施西红柿的综合技术效率、纯技术效率和规模效率，以此对比来分析甘肃省设施西红柿的投入产出效率（见表1）。

表1 2017 年全国各省市设施西红柿生产技术效率

综合技术效率反映的是一定量的投入能获取最大的产出，或者在既定的产出内使投入量最小。当综合技术效率值为1.000 时为DEA 有效单元，即投入产出达到最优状态。DEA 模型分析出的这三个效率值在数值上的关系：综合技术效率=纯技术效率×规模效率。由表1 可知，天津、黑龙江、上海、湖北、青海、新疆等地设施西红柿的综合技术效率是1.000，达到了DEA 有效，处于规模有效状态，综合技术效率最低的是山西，仅为0.545，全国综合技术效率的平均值为0.858，而甘肃的综合技术效率为0.841，低于全国平均值，从侧面说明了甘肃省设施西红柿对全国来说没有显著优势，就纯技术效率而言，甘肃省的纯技术效率值为0.845，全国平均水平为0.908，明显低于全国水平。规模效率为0.995，由此可以看出甘肃省的设施西红柿种植已经达到了一定的规模，种植面积比较大。从这三个效率值可以发现，甘肃省设施西红柿的纯技术效率低导致综合效率低，反映出设施蔬菜不能在现有的技术水平下使得产出最大，各指标的投入产出存在冗余的现象，应减少要素的投入。同时，规模报酬处于递减阶段，应通过适度的缩小规模来提高甘肃省设施西红柿生产的技术效率。这与甘肃省经济发展的整体水平有关，各种技术水平的提高也有利于甘肃省经济的发展。所以，在不断扩大规模的基础上，甘肃省应向天津、黑龙江、上海、湖北、新疆这些设施蔬菜生产处在前沿面的地区引进或者学习一些蔬菜生产的先进技术来提高综合技术效率值。

由于甘肃的设施西红柿属于非DEA 有效的省份，所以利用DEA 模型可以调整决策单元处于非有效状态的方法，同时为更深一步找出技术效率偏低的原因，本研究利用DEAP2.1 软件分析投入产出数据时也同时发现了投入冗余的情况，表2 详细列出了甘肃省设施西红柿投入要素存在不同程度的冗余情况，甘肃省设施西红柿的农膜费可减少68.898 元，调整幅度为15.51%，用工日可减少11.658 d，调整幅度为36.72%，种子费可减少48.756 元，调整幅度为15.51%，肥料费可减少120.881 元，调整幅度为15.51%,农药费可减少37.501 元，调整幅度为17.90%，调整后667m2各个投入要素量分别为375.272 元、51.32 d、265.564元、658.419 元、198.519 元。

表2 甘肃省设施西红柿生产投入冗余情况

相比设施西红柿，甘肃省的设施黄瓜综合技术效率则有效，无需调整，如表3 所示。

表3 2017 年全国各省市设施黄瓜生产技术效率

设施黄瓜综合技术有效的地区分别有甘肃、天津、黑龙江、河南、湖北、四川、青海等，所以甘肃省设施黄瓜有优势，保持现有的生产态势即可。

设施菜椒的综合技术效率有效的省市分别有北京、天津、四川，甘肃省设施菜椒综合效率值最低，仅为0.608，从这三个效率值可以发现，甘肃省设施菜椒的纯技术效率低导致综合效率低，反映出设施菜椒不能在现有的技术水平下使得产出最大，各指标的投入产出存在冗余的现象，应减少要素的投入（见表4）。同时，规模报酬处于递增阶段，说明了甘肃省设施菜椒的种植规模在很大程度上存在着上升的潜力。利用DEAP2.1 软件分析投入产出数据时也同时发现了投入冗余的情况，表5 详细列出了甘肃省设施菜椒投入要素存在不同程度的冗余情况，农膜费相对原来可减少177.831 元，调整幅度为32.7%，用工日可减少24.419 d，调整幅度为32.7%，种子费相对原来可减少180.499 元，调整幅度为75.58%，肥料费减少282.072 元，调整幅度为41.29%，农药费可减少69.612 元，调整幅度为32.7%。

表4 2017 年全国各省市设施菜椒生产技术效率

5 结论及建议

本文对2017 年甘肃省与全国其他各个省市设施蔬菜的投入产出做了详细的对比，主要得出以下结论：从投入产出水平来看，甘肃省设施蔬菜相对于全国来说处于高投入、高产出现状，没有显著的优势。根据DEA 模型的分析结果来看，甘肃省设施西红柿和设施菜椒综合效率比较低，且处于全国中下水平，毫无优势可言。只有设施黄瓜的综合技术效率达到了DEA 有效。通过对投入产出路径调整的投影分析来看，甘肃省设施西红柿和设施菜椒的生产要素存在冗余的情况。

对于甘肃省设施蔬菜综合技术效率低下的情况，应该采取以下措施来提高技术效率：一是在充分利用现有技术水平的情况下，加大对设施蔬菜的技术投入，例如学习其他省市对设施蔬菜的先进管理技术，引进国内外先进的智能技术，推广技术服务体系。二是加大基础设施的投入力度，鼓励支持扩大设施蔬菜种植规模。三是加大对甘肃省设施蔬菜劳动力的培训，使其能随时学习先进的技术和思想，提高劳动力的综合素质。

由于数据获取的局限，本文只针对2017 年的数据进行了详细的分析，其结果也有一定的片面性，只能反应短期的现状，通过对甘肃省设施蔬菜技术效率的分析，针对投入冗余的情况进行了路径的调整，可以为甘肃省蔬菜产业的发展提供一些参考，对于存在的问题和不足在以后还需要更深入的研究。

表5 甘肃省设施菜椒生产投入冗余情况