基于数据包络模型下的新疆农业生产效率研究

徐康宁，喻晓玲

（塔里木大学经济与管理学院，新疆 阿拉尔843300）

十九大召开以来，中共中央连年在发布的“一号文件”中明确提出要推动农业农村优先发展，将政府事务的核心聚焦于“三农”问题，发挥“三农”在社会发展中的基石作用，打牢农业基础，确保农产品稳定供给，加快农业新兴技术创新，突破关键核心技术，全面铺实乡村振兴道路。要完成这一系列指标，使“四化”相互结合、共同发展，首先要提高农业生产效率，这是第一步，也是最重要的一步。农业作为经济和民生特性的产业［1］，作为新疆综合经济发展的根柱［2］，实现其产业转型升级迫在眉睫，必须重视以创新驱动为核心内容的现代农业和特色农业发展。

尹朝静［3］以基础设施、金融发展、产业结构作为自变量，在此基础上将城镇化和工业化相关要素作为核心因变量，根据动态面板数据进行序列DEA测算，认为城镇化、工业化对农业全要素有显著正面影响。李邦熹等［4］从土地流转速度的研究视角分析其对农业生产效率的影响，使用空间计量模型，以2008—2017年中国28个省市的农业生产效率为数据基础形成面板数据，以4种模式划分土地流转速度对农业生产效率的影响，并利用杜宾模型分析各种因素对农业生产效率的作用，得出经济发展水平对农业生产效率有积极促进作用，机械化水平与农业技术进步可以提高农民生产积极性，非农就业可以增加农民家庭收入，为其在农业技术、农种改良投入中提供坚实的保障基础，进而增加农业生产效率，而固定资产投入因各地区对土地资源投入有明显差异，城乡差异大，降低了农民生产积极性。刘明等［5］从农业生产性服务业的视角，分析其对农业生产率的作用，发现多种环境因素与随机误差项对农业生产效率有显著影响，认为农村生产效率是农村经济增长的前提，而农村经济增长要依靠农村支柱性产业，即农业生产性服务业，所以二者之间必然有相互作用。汪旭晖等［6］运用DEA模型分析中国部分区域的农业生产效率得出，中国各区域的农业生产效率发展程度较低，与发达国家相比，生产力水平有较大差异，在国际竞争中处于劣势；并将中国农业生产效率低下的原因归为两大类，提出中国各农业大省应着力提高自身农业生产效率。聂正彦［7］使用大量甘肃省入户访查数据得出，中国西部地区农业劳动力老龄化、女性化问题十分突出，农业结构重组导致农业劳动力素质低下，粗放经营，农业新型技术推广受阻，最终会影响农业生产效率增长；并认为农业劳动人口老龄化对农业人力资本积累、农业新型技术推广、农业综合生产要素配置等方面有重要影响。近年来，关于农业生产效率的研究不断增多，从多个角度去分析各种要素对生产效率的影响，较多研究使用DEA模型，但是传统的DEA方法指标较少被用作具体分析，而且对新疆维吾尔自治区农业生产效率的研究仍为少数。本研究选取新疆维吾尔自治区北疆与南疆较为典型的11个市地州作为研究样本，研究其农业生产效率现状以及存在的问题。

1 问题的提出

当前中国大力推动社会主义新农村建设，其核心内容之一是要大力发展现代化农业，而现代化农业发展需要农业竞争来刺激进步，当前国际竞争涉及各国经济方方面面，其中农业竞争至关重要，但对比部分发达国家的现代农业发展水平，中国农业生产效率相差甚远，导致中国在农业竞争领域处于弱势地位，因此大力发展农业、推动农业生产效率的提高是社会主义新农村建设的关键所在。新疆维吾尔自治区是中国农业生产的大省，其经济发展主要靠农业经济来拉动，通过准确的计量方式对新疆农业生产效率进行测评，对日后新疆农业经济的发展有显著作用。

Malmquist指数方法、随机前沿和共同前沿生产函数分析方法是农业生产效率的主要研究方法，本研究采用DEA模型对新疆维吾尔自治区11个市地州农业投入产出的规模效率进行研究，并针对非有效DEA模型进行调正评估，找到数据问题所在，为今后相关政策的制定和实施提供较为客观的依据。

2 研究设计

1957年，Farrell［8］在对英国农业生产力进行分析时提出了生产效率衡量的方法，以“非预设生产函数”代替常用的“预设函数”来推估效率值，并利用数学规划求出效率前缘线，这可以看作是DEA的原型。在Farrell研究结论下，美国研究人员在1978年全面阐释了数据包络模型的使用方式。其研究方式的核心内容是对多个输入和输出单位或部门进行数学方式的评判，即对研究对象的投入或产出进行分析，为求出有效前沿面，对被评价样本DMU效用投入或产出的变量进行计算，结合相关DMU与有效生产前沿之间的间距来证明相关DMU是否具有DEA有效性。DEA计算方法的特点是具有能够表示相关DMU投入产出效率的由决策单元输出、输入数据形成的有效生产前沿面。因此DEA评价结果并不受各相关因素影响，被广泛运用于各个领域。本研究以DEA模型为研究方法，对中国新疆维吾尔自治区11个市地州的农业生产效率进行评估。DEA模型基本原理如下。

假设p个决策单元，每个决策单元都有n种类型输入和m种类型输出，记第p个决策单位为DMUp，分别以Xcp、Yvp表示DMUp对第c种输入的投入量、对第v种输出的产出量，分别以ωc、μv表示对第c种输入、第v种输出的一种度量（或称权）。具体表示如下：

DEA中常用的评价线性规划是第p0（p0=1，2，…，n）个决策单元（DMUp0）规模有效及技术有效的具有非阿基米德无穷小的C2R模型，而对偶规划为：

式中，η为规划目标值，λp（p=1，2，…，n）为规划决策变量M-=（M1-，M2-，…，Mm-）T是由与投入相关的松弛变量构成的向量，M＋=（M1+，M2+，…，Ms+）T是由与产出相对应的残剩变量构成的向量，ε为非阿基米德无穷小量。记η0，λp0（p=1，2，…，n），M-0=（M1-0，M2-0，…，Mm-0）T和M+0=（M1+0，M2+0，…，MS+0）T为对偶规划的最优解。

非DEA有效时的投影调整方法：设（D0，F0）为某评价单位的投入量与产出量，（D1，F1）为（D0，F0）在DEA相对有效面上的投影，所以调整量为：

改变后的指标预测值仅用于下一决策区间的投入和产出，据此可以根据投影的方法找到非有效DEA数据，并针对其需要改进的方面进行修正。

3 新疆维吾尔自治区11个市地州生产效率分析

3.1 指标选取和数据来源

在DEA模型基础上，以投入和产出指标计算相关农业生产效率。参照已有研究，以直接投入的生产要素作为投入指标［9，10］，以第一产业总产值作为农业产出指标［11，12］。根据新疆农业发展特点，评价标准必须符合一致性、可获得性和科学性。在选取的11个新疆维吾尔自治区数据基础上，选取5个农业投入指标作为投入变量，分别为农业机械总动力、农用柴油使用量、化肥施用量、固定资产投资、农作物播种面积；选取农业生产总值作为产出变量（表1）。

表1 投入产出指标

根据《2019年新疆统计年鉴》中相关数据的整合和统计。分别以新疆维吾尔自治区11个市地州作为DEA模型决策相关单元，以2019年新疆农业生产相关数据为具体样本，进行较为客观的计算和分析。

3.2 DEA模型数据分析

利用DEA 2.1软件对新疆维吾尔自治区11个市地州投入、产出数据进行有效计算，获得各类农业生产效率（表2）。由表2可知，综合技术效率、纯技术效率、规模效率均为1.000的地区有4个，分别为喀什地区、吐鲁番市、巴音郭楞蒙古自治州、阿克苏市，表明这4个地区DEA有效，规模报酬不变，在农业生产要素的投入与使用上较规范，投入与产出能同比增长，能充分利用资源，要素使用效率高。伊犁哈萨克自治州、塔城地区纯技术效率均为1.000，而综合技术效率和规模效率都小于1.000，由此说明其相对规模收益呈梯形减少，DEA效果较差，表明这2个地区农业生产要素的配置较为成熟，但当投入一定资本时，并未得到相对应的收益，与预期值不符，因此这些地区应适当缩减地区生产规模，防止粗放经营，推动各种农业资源利用效率增长，促进规模效益提高，进而增加规模报酬。而乌鲁木齐市、克拉玛依市纯技术效率均为1.000，综合技术效率、规模效率均小于1.000，但规模报酬却呈递增趋势，说明这2个地区应该以合理利用农业资源为基本保障，符合自身发展规模，适度扩大生产，在资本合理利用的基础上加大投入，从而提高农业规模竞争力，实现自身农业生产优势化。

表2 新疆维吾尔自治区11个市地州农业生产效率

哈密市、阿勒泰地区、和田地区综合技术效率、纯技术效率、规模效率均小于1.000，都属于DEA无效区域，所以这3个地区的农业生产效率比其他地区更低，资源配置方面对农业要素分配不均，农民受教育程度低，平均单产效率低下，因此要使用DEA模型计算这3个地区农业生产效率的理想值，全方位调整其农业生产指标以及农业生产规模的大小，制定正确的农业发展方向，进而改进DEA无效现状。

3.3 农业生产效率调正

由表3可知，哈密市农业生产总值出现2.520亿元的冗余值，投入要素出现严重偏差，因投入值不足导致DEA有效值最终降低，所以投入资本可以减少

2.520亿元。在产出不足方面，哈密市可以减少化肥使用量，若化肥使用量过大但没有被充分合理地利用，有可能会产生反向作用，影响作物生长。还可减少农业机械总动力10.068万kW，目前存在农用机械使用不合理、设备使用熟练度低等问题，农民自身文化水平有待提高，所以减少农业机械总动力可以缓解产出不足的问题。哈密市作为“一带一路”的关键枢纽以及新疆维吾尔自治区著名的旅游城市、典型的示范城市，以旅游业作为其支柱性产业，但不能忘记农业的基础性地位，应合理有效地使用农业机械、柴油等资源，防止盲目浪费，促进农业产值提升。同时，哈密市纯技术效率在0.900～1.000，而综合技术效率和规模效率在0.700左右，因此要明确农业生产要素比例，在符合本地区生产条件下，扩大生产规模。

由表4可知，阿勒泰地区农业生产总值投入冗余值为41.509亿元，而产出要素中不存在冗余情况，规模报酬出现递减现象，在11个市地州中阿勒泰地区的综合技术效率最低，为0.407，因此应适当缩减生产规模，推动农业生产规模效率增长，增产增质，对产品进行深度加工，实现附加值增长。该地农业机械总动力、农作物播种面积、农用柴油使用量3个指标产出不足值都为负数，说明存在明显的产出不足问题。由此可知，阿勒泰地区对技术和机械固定资金投入都很多，农业生产规模也很大，但是资源没有得到充分利用，投入与产出不成比例，没有达到期望值。因此，要缩减农业生产规模，改变种植效率低的现状，应提高农业机械使用熟练度，降低柴油浪费，保护石油资源，加强科技投入，增加农业规模效益。

由表5可知，和田地区农业生产总值投入冗余值为16.354亿元，农业生产总值比实际值多，规模报酬呈递减趋势。此外，和田地区农产品种植过程中仅重视播种面积和化肥投入，但是没有科学合理地使用化肥，单方面加大投入量未必会达到增产的效果，反而可能导致农产品化学含量过高，从而对人体产生损害，对自然环境造成污染。因此，应减少固定资产投入15.191亿元，减少化肥施用量0.412万t，缩减农作物播种面积55.347万hm2，播种面积应采取先进的方式，疏密结合，充分利用土地资源。和田地区少数民族人口较多，人均受教育程度不高，应减少固定资产投入，提高对科技研发、农业知识传播、农业机械工具使用推广方面的资金投入，提高农民自身素质，加深其对农业的理解，改变少数民族人们的种植观念。

表3 哈密市农业生产效率调整目标

表4 阿勒泰地区农业生产效率调整目标

表5 和田地区农业生产效率调整目标

4 结论与对策

运用DEA模型对新疆维吾尔自治区11个市地州的农业生产效率进行计算，通过模型测算结果得出，吐鲁番市、巴音郭楞蒙古自治州、阿克苏地区、喀什地区4个地区3种效率比值完美，规模报酬不变，DEA有效，说明农业生产要素的资源配置效率完善，农业规模效益好，产出与投入之间比例相符合。伊犁哈萨克自治州、塔城地区这2个地区为DEA弱有效区域，其纯技术效率都为1.000，而规模效率和综合技术效率却小于1.000，表明其农业生产要素的配置较好，但规模报酬呈递减趋势，所以这2个地区需要合理规划农业生产规模，合理配置农业投入要素。乌鲁木齐市、克拉玛依市纯技术效率均为1.000，综合技术效率、规模效率小于1.000，规模与产出比例不相符，应提高农产品生产效率。

从总体宏观角度看，新疆农业生产效率处于较高水平，能有效推动新疆农业快速进步，但DEA非有效地区包括哈密市、阿勒泰地区和和田地区，农业生产总值冗余较多，其中哈密市的纯技术效率达0.923，说明哈密市技术效率水平较高，科技使用程度较高，农产品生产率较高，但规模效率较低，应在合理的基础上扩大农作物种植面积，提高农业收益。而阿勒泰地区和和田地区的纯技术效率和规模效率均需要进行调整。可采用农业生产要素投入调配、农业生产规模调整以及技术效率提高的方式，使这3个地区的农业生产投入要素合理化，投入与产出比例达成一致，进而推动农业生产效率的增长。根据上述结论以及新疆的现实情况，从新疆维吾尔自治区各地农业协调共同发展和建设现代化农业的角度提出以下几点建议。

1）优化新疆维吾尔自治区各地区分工布局。为提高本地区竞争优势，在农作物品种多样性和生产过程细致分工上要加大深度，增加农产品数量和提升农产品质量，促进农业现代化生产要素合理有序分配。首先，结合当地优势条件，种植当地特色农产品，发展乡村旅游，带动贫困地区发展；其次，利用新疆多年农业生产的基础积累，加快新疆现代农业发展的步伐，促进产品加工业的发展；最后，要推动农业、工业协同发展，应持续推进农业科技创新与农业现代化发展，建设社会主义新型农村，推动新疆多地州通过延长产业链、特色农产品品种以及不同的区域优势协同发展，互利共赢。

2）提高自主创新能力。新疆从传统农业向现代农业的转变需要科技创新的支持，通过寻找和研发新的生产要素并且替代原有的成本高、不可持续性的生产要素，减少劣质生产要素的使用。新疆维吾尔自治区应根据农业科技项目的非排他性、非竞争性、非盈利性的特点，发挥政府主导作用的优势。首先，政府要制定一系列政策制度为农业创新提供保护，在此基础上酌情提高农业科技研究者的福利待遇，加快农业科技向农业实用方面的转化。通过优厚的福利政策和工资保障，以及先进的科研设备吸引大量高端知识人才前往新疆各地工作。

3）促进新疆各地区生产要素流通。各地区应推动地域协作共赢，推动农业科研成果和可移动性生产要素的有效流通和推广。加强农村服务业发展，带动农村物流、保险、金融贷款等行业共同发展，促进资源不断流通。加强互联网建设，发展智慧农业，提供农业新型竞争平台，与“一带一路”贸易走廊相衔接，提高农产品国内需求，挖掘特色农产品贸易潜力。