农村空心化对农业技术进步的影响——劳动节约型还是土地节约型

张 园 陈玉萍 丁士军

(中南财经政法大学 工商管理学院，武汉 430073)

农业技术进步是要素资源禀赋状况的动态反应，主要表现为“劳动节约型”和“土地节约型”技术进步的转换[1]，这两类技术之间的有效选择能够加速农业生产率增长[2]。土地和劳动力是农业生产最基本的投入要素，二者的相对禀赋和积累状态将决定农业技术变革模式和增长路径选择[3]。长期以来，人多地少的资源禀赋使得我国农业现代化更倾向于“土地节约型”，而非劳动节约型[4-5]。然而，伴随城市化进程明显加快，工业化和城镇化对农村人口，特别是青壮年劳动力的大规模吸纳，使得我国农村处于史无前例的“人口大迁移”时期。农村地区出现不同程度的空心化现象，即大量劳动力不断由农村地区农业产业转移到城镇地区的非农产业，致使农村地区呈现出劳动力数量相对匮乏和雇佣成本不断上涨并存的局面。由此可见，在农村空心化背景下，我国农业生产中要素禀赋结构和相对价格发生重大变化，尤其是空心化过程中劳动力大量外流会对农业技术进步带来怎样的影响？根据速水佑次郎和拉坦的农业诱致性技术变迁理论，劳动力转移引起了劳动力价格变化，从而诱导劳动节约型技术进步。但在各地区生产要素禀赋存在差异的前提下，农村空心化导致大量劳动力外流是否一定会诱致劳动节约型技术进步？厘清这些问题才能够更加准确的认识我国农业技术进步的特点，对于促进我国农业技术进步以及农业经济发展具有重要意义。

部分研究从农业技术进步对农村劳动力转移的影响出发，认为中国劳动节约型进步技术与农村人口转出量存在显著的正“U”型关系[6]，农业技术进步是农村剩余劳动力转移的主要推力，但农村劳动力转移受制于农业技术进步的同时也会影响农业技术进步[7]。已有研究指出中国农业已从提高土地生产率为主的传统农业发展方式过渡到以提高劳动生产率为主的现代农业发展方式[8]，呈现出明显的节约劳动力倾向[9-10]。若作物生产对劳动力依赖性越强，则要素稀缺因素对其劳动节约技术变迁的诱致性作用越弱[11]。同时也有研究指出劳动节约型和土地节约型进步技术存在明显的时空分异特征[12]可以看出，现有研究大多是分析全国的农业技术进步或微观上探讨某一作物类型的农业技术进步，较少从要素替代视角出发，研究农村空心化对农业技术进步的影响。对于农村空心化对农业技术进步的影响机制探讨更是少之又少。因此本研究在前人研究的基础上，从农村空心化的诱致性偏好视角出发，构建农村空心化对农业技术进步影响的分析框架，利用湖北省1997—2017年66个县的面板数据进行实证分析，探讨农村空心化对农业技术进步的影响。本研究旨在厘清农村空心化对农业技术进步的影响方向和趋势，以期为政府更有针对性地制定措施促进农业技术进步，提高农业生产率。

1 理论分析

速水佑次郎等[13]的诱致性技术变迁理论被广泛用于分析农业发展中的技术变革和应用，并利用美国和日本的数据证实了诱致性技术变迁理论在农业生产中的适用性。他们认为技术变革会倾向于节约稀缺且昂贵的要素，使用充裕且便宜的要素。农村空心化造成了农村劳动力以及土地的相对减少，劳动力、土地是农业生产中最重要的要素，它们的变化会引诱农业技术进步的变化。但实际上，农村人口和劳动力的迁移不仅引起要素禀赋结构和相对价格的变化，还会引起农村市场规模、基础设施和公共服务供给的变化。根据新空间经济学理论，交易成本、市场规模、基础设施和公共服务的变化也会引起技术的变化。在人口大迁移时期，诱致性技术理论难以发挥作用，技术进步的真实走向往往有悖于诱致性路径，农业技术进步的选择也更趋复杂。具体来说农村空心化对农业技术进步的影响机制主要有“要素替代效应”、“规模效应”、“收入积累效应”、“条件瓶颈效应”4方面。

1.1 要素替代效用

在农村空心化背景下，劳动力转移、非农就业比例不断上升会形成两种直接的变化，一是农村劳动力市场呈现劳动力老龄化、妇女化与劳动力雇佣成本不断上涨并存的局面，这在很大程度上降低了小农户在土地上投入劳动力的数量[14]。劳动力数量的减少以及农村人口结构的变化必然导致农业生产中劳动力——资本投入比例的变动[15]。二是农业生产呈现出兼业化特征，小农户的兼业身份使其很难对农作物进行细致化管理，可能会因为时间有限无法兼顾或对农业收入依赖程度降低而减少生产资料投入，甚至存在抛荒、弃耕的可能性，这一结果已经得到了诸多研究的证实[16-17]。林毅夫[18]利用经济学理论模型和实证数据表明，农民作为理性的决策主体，为了保障农业生产，会更多的寻求新技术帮助，而不是单纯追求传统的农业耕作方式。一般来说在农业生产中将种子、肥料、农药等生物化学性投入作为土地的替代要素，将农业机械等固定设施投入要素作为劳动力的替代要素，正是这种替代需求诱导了农业技术进步。

1.2 规模效应

农村空心化有利于促进农户土地规模化经营[19]，这对土地利用方式必然产生影响，这种影响主要表现为农业生产经营方式以及种植结构的转变[20]。一是促使农业由分散、细碎化、小规模的传统作业方式向规模化、集约化、专业化和市场化的现代化方式转变，实现从小农经营方式向现代经营方式的转变，促进土地生产率或劳动生产率提高；二是推动种植结构的变动，使农业生产朝着规模化和市场化的方向转变，有利于农户种植结构的转型升级。不同的作物种类对于技术进步的偏向不同，对于粮食作物(如小麦、水稻等)，由于种植面积广，易形成规模，更便于采用农业机械，表现为劳动节约型技术。而对于经济作物(如蔬菜、水果、中药材等)，生产方式多元，生产管理过程中精细化程度高，对于机械的需求低于对化肥、农药的需求，从而促进土地节约型技术的发展。

1.3 收入积累效应

农村空心化最直接的表现为劳动力非农转移，这拓宽了农民的增收途径，增加了农户的生产资金。可以说只要农户不放弃土地经营权，收入的提高将会是技术进步的积极因素。一方面收入提高后，农户不愿再从事传统手工方式的艰苦劳作而宁愿购置或租用农业机械，提高了机械对劳动力要素的替代程度，这为农业机械创造了市场需求。另一方面当收入提高后,农民更倾向于使用省时省工的化肥来替代传统农业生产中有机肥的使用,刺激生产资料的投入，农户在自己有限土地上增加对化肥、农药的施用，提高单位土地生产率，促进土地节约型技术的发展。

1.4 条件瓶颈效应

农村空心化造成部分农村规划建设管理机构和人员匮乏，导致乡村规划、建设及管理水平普遍较低，使得乡镇基础设施建设严重滞后[21]。随着人口转移，基础设施和公共服务的支撑主体减少，投入的必要性降低。农村基础设施建设和维护(如电网、互联网、供水供热设备等)的人均成本上升，而地方政府基础设施和公共服务的投入往往也会考虑服务效率，从而降低了基础设施建设和公共服务投入的积极性，致使农业技术进步的支撑条件减少。此外，地形条件也会影响农业技术发展。相对于平原地区，山区地形条件复杂、耕地集中连片程度低，对农业生产机械作业构成障碍，影响机械对劳动力要素的替代[22]。为保障农业生产，生产者有采用肥料等替代土地即选择土地节约技术的倾向。

图1 农村空心化对农业技术进步的影响机制Fig.1 The impact mechanism of rural hollowing on agricultural technology progress

2 数据来源、理论推导与变量选取

2.1 数据来源

本研究使用的数据主要来源于《湖北省农村统计年鉴》[23]。利用湖北省66个县1997—2017共21年的面板数据展开计量分析。地形指标取自《中国县(市)社会经济统计年鉴2011》[24]。选取湖北省作为样本的原因在于：第一，湖北省是农村劳动力净流出的主要省份之一，对于以农村空心化为视角展开相关研究具有一定的代表性。第二，湖北省是农业大省，且境内各县级地区经济发展水平悬殊较大，各地区资源禀赋不一、地形复杂多样，山地、丘陵和岗地、平原各占总面积的56%、24%、20%。因此选取湖北省为样本研究农村空心化对农业技术进步的影响能够在一定程度上反映中部地区农村的发展情况。受行政区划变更的影响，部分县域连续多年的统计数据无法获取，本研究将它们剔出考察范围。最后本研究选取66个县作为考察对象，包括33个山区县、19个丘陵县、14个平原县。对于少数年份数据缺失问题，本研究采用常用的数据弥补方法：1)相邻两个年份的均值代替缺失值；2)就近年份数据替代法。

2.2 理论推导

本研究从农业生产的要素替代视角出发，考虑的要素主要包括劳动力、耕地、化肥以及农业机械。通常，化肥是耕地的主要替代要素，机械是劳动力的主要替代要素[25-26]。因而为了研究农业技术进步偏向，本研究借鉴何爱等[26]的方法，采用二级固定替代弹性(CES)生产函数来检验这一影响程度。将二级CES生产函数形式表述为：

(1)

XL=[βL-ρL+(1-β)M-ρL]-1/ρL

(2)

XC=[γC-ρC+(1-γ)F-ρC]-1/ρC

(3)

式中：A代表农业生产技术水平，L代表劳动力投入，C代表土地投入，M代表农业机械投入，F代表肥料投入，Y代表产出，XL表示“劳动性”投入总和，XC表示“土地性”投入总和，α、β、γ均为分布参数，ρ、ρL、ρC为替代参数。假设这几个函数都是线性齐次函数。

将农业技术进步偏向表示为劳动节约技术与土地节约技术的相对指标，即T=t(m,f)，其中m表示农用机械的投入，f表示农用化肥投入，并且有∂T/∂m>0，∂T/∂f<0。从而生产函数可以写作：

(4)

公式转换可以得到：

(5)

设定L=l(D)，其中D表示人口空心化变量。由于农村空心化表现为人口的流失，过程中伴随着农业劳动力的转移，从而∂L/∂D<0。

由式(5)可得：

2.3 变量选取

2.3.1被解释变量

为了探究农村空心化对农业技术进步的影响是偏向于劳动节约型还是土地节约型技术，同时考虑到采用比值的计算方法可以将劳动节约技术和土地节约技术统一在一个指标中，便于将技术选择偏向系数纳入到计量方程中，本研究借鉴林毅夫[27]思想，要素禀赋结构决定各要素的相对价格，通过要素禀赋的相对密集程度可以衡量要素的比较优势，即计算经济体的技术进步偏向系数。仿照要素禀赋系数的计算方法，同时参照常向阳等[28]的研究将农业技术选择偏向系数定义为：

(6)

式中：Tech_innit是指农业技术选择偏向系数，mit为i县在t年的农业机械总动力，Mt为湖北省t年的农业机械总动力，fit为i县在t年的农用化肥施用量，Ft为湖北省t年的农用化肥施用量。若Tech_innit>1则为劳动节约型技术，若<1则为土地节约型技术。

2.3.2核心解释变量

结合农村空心化的本质以及数据的可获得性，同时借鉴陈池波等[29]关于农村空心化测量指标的研究，本研究选取非农从业劳动力占比(式(7))来表征农村空心化。非农从业既包含外出劳动力也包括留在本地的非农从业人员，在一定程度上高估了农村空心化程度。但另一方面，湖北省属于中部地区，农村二、三产业相对滞后，农村劳动力非农从业主要以外出务工为主。更为重要的是，乡村劳动力和非农从业劳动力指标数据可获得性较好，可以从统计年鉴获得连续多年的指标数据，便于进行农村人口空心化的持续、跟踪研究，因此非农从业劳动力占比可以作为评估农村人口空心化演变趋势的参考指标。

net_flowit=1-OUTLit/Lit

(7)

式中：net_flowit表示农村空心化率;OUTLit表示农业从业劳动力数量,Lit表示乡村从业劳动力数量。

2.3.3控制变量

借鉴已有研究成果，本研究把可能影响农业技术进步的控制变量分为六类：一是要素投入，如单位播种面积劳动力、户均播种面积、有效灌溉面积、农业作业化水平以及单位耕地农业产值；二是种植结构，选取粮食播种面积占农作物总播种面积的比重代表种植结构；三是自然条件，如县域所在地的地形、距所在市市政府的最短线路距离以及农村人口密度；四是地区的经济发展，选取农民人均纯收入；五是生产结构，选取农业产值占比。六是政策效应，2004年出台了农机具购置补贴政策，为了考察这一政策对农业技术进步的影响，本研究设置年份的虚拟变量，具体指标中的变量说明见表1，描述性分析见表2。

表1 相关变量描述说明Table 1 Description of related variables

表2 相关变量的描述性统计Table 2 Descriptive statistics of variables

2.4 描述性分析

2.4.1农村空心化程度

在变量选取中用式(7)测算农村空心化程度，即非农从业劳动力占比。利用stata15，将时间作为横坐标、1997—2017全省农村平均空心化程度为纵坐标作图2。从图2可以看出，非农从业占比随年份呈不断上升的趋势。从2010年开始，大部分地区的非农从业劳动力占比超过了50%，甚至部分地区在2016年、2017年非农从业劳动力占比超过80%。在样本数据中，2017年外出劳动力中男性平均占比为59.37%、初中文化程度以上平均占比为55.63%、21～49岁平均占比为71.39%。由此可见农村劳动力转移具有年轻化、男性化和受教育水平较高的特征。

图2 农村空心化程度随时间变化情况Fig.2 Changes in the degree of rural hollowing over time

2.4.2农村空心化对农业技术进步的影响

将农村空心化程度作为横轴、农业技术进步偏向系数为纵轴绘制二元拟合散点图(图3)。为了进一步明晰农村空心化程度对农业技术进步的影响，以纵轴y=1(即农业技术选择偏向系数=1)为参考值，在变量选取中利用式(6)测算农业技术选择偏向系数，即农业技术选择偏向系数>1为劳动节约型技术、<1则为土地节约型技术。从图3可以看出，农村空心化程度在0.1左右时，农业技术选择偏向系数接近1，表明在农村空心化的初始阶段，劳动节约型和土地节约型技术均采用。而后随着农村空心化程度不断加深，农业技术进步偏向为劳动节约型技术。1997—2017年，66个县农业机械总动力的平均增长率为6.8%，而化肥施用量的平均增长率为4.5%，且近3、4年化肥施用量呈下降趋势。

图3 农业技术进步随空心化程度演变情况Fig.3 Changes in agricultural technology progress with the hollowing

3 模型设定与计量结果分析

3.1 计量模型及估计方法

根据上述理论论述及理论模型推导得出的变量之间的关系，将计量模型设定为：

Tech_innit=α0+α1net_flowit+α2Ait+
α3Mit+α4Cit+α5Fit+α6incit+subit+εit

(9)

式中：Tech_innit表示农业技术选择偏向系数；net_flowit表示农村空心化率；Ait表示要素投入的各种指标；Mit表示种植结构的各种指标；Cit表示自然条件的各种指标；incit表示农民人均纯收入；Fit表示生产结构；subit表示农机具购置补贴政策。

面板数据存在诸多估计方法，但对于区域面板数据，多采用固定效应模型。本研究也采用固定效应模型，但对于面板数据还需要考虑截面异方差和序列相关等相关问题。本研究采用BP检验截面异方差问题，结果显示P值为0.000 0，表明截面之间存在异质性。进一步对序列相关问题进行检验，结果显示F值为17.754(P=0.000 1)，表明存在序列相关。本研究重点要解决的是截面异方差和序列相关问题，借鉴周晶等[30]的做法，采用对截面异方差、序列相关都稳健的FGLS法(可行广义最小二乘法)。FGLS法本质上是一种固定效应估计方法，它的另外一个优势在于不随时间变化的地形虚拟变量以及县政府距离市政府最短线路距离可以被纳入模型当中，而单纯的固定效应模型无法考察不随时间变化的虚拟变量。对于多重共线性的考虑，本研究采用方差膨胀因子(VIF)进行检验，VIF的平均值为3.38，且最大的VIF<10，故变量间不存在多重共线性。

3.2 基准回归结果分析

3.2.1总样本回归

表3报告了由回归方程式(9)所得的2个模型估计结果，其中模型1是不加控制变量的回归结果，模型2为加入控制变量后的结果。模型1中可以看出，非农从业占比对农业技术选择偏向系数具有显著的正向影响，这与模型2结果一致。说明农村空心化程度越高即非农从业劳动力越多，农业技术进

表3 总样本回归结果Table 3 Regression results of total sample

步越倾向于劳动节约型技术，这与经典的诱致性技术创新理论相符。农村空心化过程中最直接的表现为农业劳动力数量下降和雇佣成本不断上涨，农业生产中劳动力变得稀缺。农业机械化技术用以节约相对稀缺的劳动力资源，通过农业机械设备的发展，提高人均耕地经营面积，使人均农产品产量不断增加、劳动生产率不断提高。1997年前农民已经开始习惯大量施用化肥，对于化肥的施用更多为一种长期的、习惯的经验性行为。因此在农村空心化过程中，农业技术进步倾向于劳动节约型技术。

从控制变量来看，模型2和工具变量法两阶段最小二乘(2SLS)回归结果均显示，增加单位耕地面积劳动力以及户均播种面积、提高农业产值、距离中心市场远的地区越有利于劳动节约型技术发展。其中，增加单位耕地面积劳动力结果看似与客观事实不符，一般认为单位耕地面积劳动力越多，越有利于精耕细作，更侧重于采用土地节约型技术。为了探讨这一原因，本研究分别计算了山区、丘陵以及平原地区的平均单位耕地劳动力，为0.156、0.128、0.133，其中平均单位耕地劳动力相对较多的山区农业技术选择偏向系数大于1，侧重于劳动节约型技术，可能的解释为相对于平原和丘陵，山区更多使用小型农业机械，对劳动力的节约有限，也就是说对劳动力需求依然很大。此外，提高农民人均纯收入等则倾向于土地节约型技术。

3.2.2内生性检验

由于农村空心化和农业技术进步之间还可能存在反向因果、遗漏变量导致的内生性问题，使得估计结果存在有偏和非一致性。为了解决可能存在的内生性问题，本研究采用滞后一期非农从业占比作为工具变量进行内生性检验与分析。劳动力非农转移具有延续性，其变化是一个连续的过程，因而当期的非农转移与其历史的非农转移高度相关。同时采用工具变量(IV) 法进行两阶段最小二乘估计(2SLS)。为了检验上述工具变量的有效性，我们采用Stock and Yogo提出的“最小特征值统计量”进行弱工具变量检验,发现最小特征值统计量(在只有一个工具变量的情况下，该统计量还原为F统计量)远大于10，故拒绝“弱工具变量”的原假设。回归结果见表3(2SLS估计)，总样本在1%的显著性水平下表现为正向影响，与基准回归结果基本相符，说明结论是可信的。

3.2.3分组回归

为了进一步了解农村空心化对农业技术进步的影响趋势的变化过程，本研究引入分位数回归进一步分析农村空心化对农业技术进步的影响。与一般最小二乘回归相比，分位数回归能够准确描述受自变量X影响因变量的条件均值分布过程，当自变量对因变量分布的不同位置有不同的影响时，可以更全面地描述分布特征，从而得到全面的分析。且分位数回归系数估计比最小二乘法回归系数更加稳健,结果如表4所示。结果显示，随着分位数的增加(110→210→510→7.510→910)非农从业占比的回归系数呈先上升后下降的趋势，且其系数先在1%的水平下呈正相关关系后不显著。这表明，当非农从业占比≤50%时，其促进了劳动节约型技术的创新，但其超过50%后，对农业进步技术偏向影响不显著。

表4 分组回归结果Table 4 Grouped regression results

3.2.4区域异质性检验

上述的回归结果从整体上说明了农村空心化对农业技术进步的影响，在此基础上本研究将所有县域按地形划分为山区、丘陵和平原，构建地区特征与非农从业占比的交互变量，以检验在不同地形下，农村空心化对农业技术进步的影响。表5中FGLS(可行广义最下二乘法)估计模型和工具变量法两阶段最小二乘(2SLS)估计模型是在式(9)的基础上加入交互项进行的回归结果。从结果中可以看出非农从业占比估计系数为正，加入交互项后，山区和非农从业占比的交互项系数为正，表明山区劳动力非农转移促进了劳动节约型技术的创新。本研究通过样本数据发现山区的农业机械总动力与化肥施用量均在增加，但农业机械总动力的增长幅度明显大于化肥施用量的增长幅度。这表明山区的农业机械化在不断发展，一定程度上限制山区农业机械使用的地形阻隔因素可以被农户通过基础设施建设、小型农机具的使用、农机操作训练以及种植结构等调整和适应活动所消除。丘陵和非农从业占比的交互项系数变为负，非农从业占比对农业技术进步的影响会受到丘陵地形的影响，由劳动节约型转为土地节约型技术。一方面，相对于平原地区，丘陵地区的农民出门务工机会相对较少；另一方面，相对于山区，丘陵地区的农产品更容易运输出去，市场化程度高。这使得丘陵地区农业生产更容易，农民生产积极性更高，有利于采用土地节约型技术，从而提高土地生产率。平原和非农从业占比的交互项系数在FGLS估计结果中为正，但不显著，但在工具变量法两阶段最小二乘(2SLS)估计结果中系数为负，结果具有不稳健性。可能的原因为样本中平原地区所占比重较小，影响估计结果。

表5 区域异质性回归结果Table 5 Regional heterogeneity regression results

4 结论与政策建议

本研究从农业技术变迁视角研究农村空心化对农业技术进步的影响，对农业技术进步和农村空心化有关指标进行测算，构建了能够反映农村空心化对农业技术进步影响的计量回归模型，选取湖北省66个县连续21年的面板数据进行描述性分析，并进一步实证分析了人口空心化对农业技术进步偏向的影响，结果表明：1)农村空心化导致了劳动节约型技术的发展，空心化程度在0.1左右时，农业技术选择偏向系数接近1，表明劳动节约型技术和土地节约型技术均采用。随着农村空心化程度不断加深，农业技术进步倾向为劳动节约型技术，但当比重超过50%后，对农业技术进步的影响不显著；2)不同地形条件下，农村空心化对农业技术进步的倾向不同，山区更倾向于采用劳动节约型技术，丘陵地区倾向于采用土地节约型技术，但平原的回归结果不稳健；3)户均播种面积越大、单位耕地面积劳动力越多、距离中心市场越远，越有利于促进劳动节约型技术的发展。人均纯收入高的地区有利于土地节约型技术的创新。

本研究的政策启示主要有以下几点：1)地区的劳动力转移状况、地形条件以及地区本身的经济属性都会对农业生产技术产生影响，致使农业技术进步表现出差异性，从而需要根据地区异质性调整农业技术推广政策。2)在农业机械不断推广的同时要注重土地节约型技术的发展，尤其是高新土地节约技术的创新发展，如生物工程等技术的创新。3)采取多样化措施提升山区农业机械化水平，加大中小型、便携式、适合山区作业的特色农机具的研发和推广力度，开展田间道路网建设，加大对农机手操作培训的力度。