山东省农业绿色发展效率测度及时空分析

刘仕鑫，吴 欣，李敬锁

(青岛农业大学 经济管理学院(合作社学院)，山东 青岛 266109)

绿色经济发展的关键在于提高绿色经济效率，也就是转变发展方式，提高经济增长质量[1]38。农业在国民经济中发挥着基础性作用，随着经济转向高质量发展，农业绿色发展也是顺应经济高质量发展的潮流。崔健认为农业绿色发展既可以满足新时代下人民日益增长的美好生活需要，又能促进绿色农产品的发展，增强农产品的竞争力[2]。在研究农业绿色发展评价指标方面，陆衫、熊娇从地方经济发展水平、人力资本、工业化水平、以及城镇化四个方面测度湖南省农业绿色效率[3];孟涵、张晶等构建资源节约、环境保护、产出回报3个维度对河北省的绿色农业发展状况进行综合评价[4]。在所涉及的产业结构指标方面，崔宁波使用的第一产业产值与GDP总值之比[5]、薛蕾、陈银娥使用的为第二、三产业生产总值所占比重[6][7]。在研究方法方面，李兆亮等运用生产函数、GIS、泰尔指数对中国农业绿色生产效率的区域差异及其影响因素进行研究[8]。张荧楠、张兰婷等将农业碳排放和农业面源污染作为非期望产出纳入SBM模型，并运用冗余率剖析农业生态效率损失原因[9]。尚杰、张馨悦基于省会、鲁南、胶东经济圈的划分，利用SBM-DEA三阶段方法测算山东省各个经济圈内地级市的农业绿色生产效率[10]。严先锋等使用超效率SBM-Ns-Overall模型研究农业绿色转型干预机制，我国农业绿色生产率虽得到快速发展，仍处于较低水平[11]。在农业绿色发展的影响因素研究方面，田志强、张文娟从城市开放程度、政府资助力度、经济发展水平、城市文化水平和产业结构进行分析[12]。赵领娣在研究产业结构调整与绿色发展效率作用机制时，将产业结构高级化指标引入用于衡量产业结构，弥补单一衡量产业结构的空缺[13]。尹昌斌认为农业绿色发展是在对我国当前农业生产现状进行深刻反思和对未来农业发展方向进行预判的基础上提出的新的发展模式,是促进农业全面转型升级和高质量发展的国家战略[14]。

已有的文献为我们提供思路和方向，带给我们很大的参考价值。因此，研究山东省绿色农业发展效率及影响因素对提升山东省农业绿色发展有着十分重要的作用。已有学者研究从多个角度、多种方法对促进农业绿色发展进行研讨，较少提及在2021年印发《“十四五”全国农业绿色发展规划》中提出的“碳达峰、碳中和”理念。因此，本文以2006—2019年山东省16地市为研究对象，使用DEA-Undesirable模型对山东省16地市农业绿色发展效率进行测度，绘制具体年份山东省农业绿色发展空间分布图以及空间莫兰指数散点图，直观、全面地观察山东省农业绿色发展变化。将“碳达峰、碳中和”理念引入山东省农业绿色发展研究，契合我国首部农业绿色发展专项规划，也为科学、有效、合理地制定农业绿色发展政策和措施提供基础。

一、山东省农业绿色发展效率测算

(一)研究方法

1.非期望产出SBM模型

DEA-SBM模型是2001年Tone K提出，是用于分析非期望产出、静态生产效率分析的一种方法[15]。在农业生产中一些化学物质的使用会给土壤以及大气造成不可避免的伤害，这些伤害会被人们所忽视。需考虑非期望产出计算出的农业绿色发展效率。

因此，模型表达式为：

x0= Xλ +s-

s-≥0sg≥0sb≥0 λ≥0

式中：δ*为绿色农业效率值，其取值范围为0-1，s为松弛变量，x、yg、yb代表投入、期望产出、非期望产出，当且仅当δ*=1时，决策单元DUM有效，假设DUM<1,该决策单元无效，那就需要对投入产出指标进行调整。

2.莫兰指数

地理学第一定律认为任何空间中的失误都存在联系，距离越近，联系就越紧密。通常使用莫兰指数的空间自相关性来衡量事物之间的联系程度，Moran’s I>0表示空间正相关性，其值越大，空间相关性越明显，Moran’s I<0表示空间负相关性，其值越小，空间差异越大，否则Moran’s I=0，空间呈随机性。

全局莫兰指数表达式:

局部莫兰指数说明出现空间集聚的具体位置，通常用莫兰散点图来展现，散点图的一、三象限表示“高—高”(H-H)集聚、“低—低”(L-L)集聚，反映空间正相关性；二、四象限表示“低—高”(L-H)集聚、“高—低”(H-L)集聚，反映负的空间相关性。

(二)指标选取及数据来源

结合学者陆杉[3]、张荧楠[9]、赵会杰[16]、苏喜军[17]已有的研究，为保证研究区域可对比性，选取相关单位面积变量。选取以下投入、产出2个维度，共8个指标。

其中，化肥、农药使用量为折纯量，农业总产值为小农业(种植业)总产值，对于农业碳排放总量本文借鉴王宝义和张卫国[18]的做法，用六类碳源的估算数据。具体为各类碳源排量乘对应的碳排放系数，最后通过加总的方式获得农业碳排放量。排放系数分别为:化肥895.6kg/t、农药4834kg/t、有效灌溉面积266.58kg/km2、机械总动力0.18kg/kw。

表1 指标选取及变量说明

本文基于山东省16个地市2006—2019年的面板数据进行分析，所有数据均来源于《山东省统计年鉴》《中国区域统计年鉴》《中国农村统计年鉴》《中国农业统计年鉴》《济南市统计年鉴》等16地市统计年鉴，其中数据缺失值采用均值插补的方法。(注：2019年莱芜市划归济南市，考虑到研究区域的完整性和可对比性，本文涉及的莱芜市数据与济南市数据合并处理)

二、山东省农业绿色发展效率结果分析

(一)农业绿色发展效率测度分析

利用非期望产出模型对2006—2019年山东省16地市农业绿色发展效率进行测算，此次计算基于规模报酬不变为条件。2006—2019年农业绿色发展效率均值如下图所示。

图1 2006—2019年山东省16地市农业绿色发展效率均值

从均值来看：(1)农业绿色发展效率较高的地市排名前四位依次是青岛、济南、泰安、烟台四市，绝大多数年份农业绿色发展效率均值在0.76以上，所以这四个地市处于相对较高的农业绿色发展效率状态。(2)农业绿色发展效率较低的地市是潍坊、威海、东营、枣庄，农业绿色发展效率均值在0.3以下。将山东省16地市根据地理因素划分为四个区域，分别为半岛地区(威海、烟台、青岛、潍坊、日照、东营)、鲁中地区(济南、泰安、淄博、临沂)、鲁西北地区(滨州、德州、聊城)、鲁西南地区(菏泽、济宁、枣庄)[19]。四个区域的农业绿色发展效率均值依次为0.46、0.62、0.56、0.52。根据GDP排名，青岛、济南和烟台三市经济水平发展水平较高。但是令人疑惑的是，潍坊经济发展水平并不落后，农业绿色发展效率却很低。潍坊市人多地广，有着多种地形地貌的自然禀赋和丰富的劳动力资源。2019年，潍坊市农业总产值达到995亿元，即将突破千亿。潍坊市以劳动力密集型产业为主，对科技、知识依赖程度较低。通过查找潍坊市化学药物投入量，发现化肥、农药等投入量都处于较高状态，过量投入化学药品可能会适得其反，给土地等不可再生资源造成不可逆转的危害，阻碍农业绿色发展。

(二)山东省农业绿色发展效率的空间特征

1.山东省农业绿色发展效率的空间分布

利用ArcGIS 10.7软件绘制山东省16地市的农业绿色发展效率值空间分布图，主要选取2007年、2008年、2011年、2018年共四个年份为观测年份。基于空间权重矩阵计算的莫兰指数p值在2007年、2008年、2011年、2018年显著为正(p值<0.5)，表明研究期间农业绿色发展效率达到最高集聚水平，存在一定相关性，故选取2007年、2008年、2011年和2018年为观测年份。

上图所示，山东省农业绿色发展效率值存在显著的地区差异。为分析农业绿色发展效率值的空间分布特征，将16地市按照地理位置自东向西分为半岛地区(威海、烟台、青岛、潍坊、日照、东营)、鲁中地区(济南、泰安、淄博、临沂)、鲁西北地区(滨州、德州、聊城)、鲁西南地区(菏泽、济宁、枣庄)。青岛和济南一直在农业绿色发展效率保持优势地位。此外将效率值区间划分为三个水平，其中效率值为0-0.25为低水平，效率值0.26-0.75为中等水平，效率值0.76-1为高水平。2007年，半岛地区的农业绿色发展水平普遍偏低，东营、威海为低水平，其他四个地市为中等水平。鲁中地区都为中等水平。鲁西北地区除滨州为低水平外，其他地市都为中等水平。鲁西南地区除枣庄外，其他地市都为中等水平地区。通过分析发现，全省整体农业绿色发展水平偏低，并未出现农业绿色发展高水平的地市。2008年，半岛地区中青岛的发展水平由中等变为高水平，潍坊由中等水平变为低水平地区，其他地市不变。鲁中地区整体发展水平有所提高，从图中我们可以清楚观察到济南、泰安、淄博都有着较为明显的水平区间变化，而临沂虽还保持着中等水平，但临沂农业绿色发展效率值有所提高。鲁西北地区中农业绿色发展水平较为平稳，没有较为明显的水平区间变化。鲁西南地区中除枣庄没有发生变化外，菏泽和济宁都在原来基础上提升了一个水平区间。在2008年时，全省共有2个农业绿色高水平发展地区，6个低水平发展地区。从2008年到2011年变化图可以看出增加了到4个高水平地区，低水平地区由6个减少为3个，在此阶段农业绿色发展水平提高。从2011年到2018年的变化图中得知，半岛地区除日照提升一个水平区间外，其他地市发展水平区间保持不变，较为平稳。鲁西北地区中德州的发展水平由中等水平变为高水平。鲁中地区发展水平保持不变，较为稳定。鲁西南地区中菏泽的农业绿色发展水平升高一个水平区间，枣庄、济宁农业绿色发展水平区间不变。从2007年到2018年全省整体农业绿色发展水平来看，高水平由0个变为7个，低水平地区由4变为3个，农业绿色发展水平显著提高。从区位上看，7个高水平地区处于一种相邻状态，空间集聚现象较为明显。

图2 部分年份山东省农业绿色发展效率空间分布图(注：最新版省图已将莱芜市划归济南市)

2.山东省农业绿色效率的空间相关性

利用STATA 15软件对2006—2019年山东省农业绿色发展效率的全局、局部莫兰指数进行计算，结果表明山东省农业绿色发展效率存在自相关性。莫兰指数散点图更加直观地展示山东省农业绿色发展效率的集聚特征，基于距离倒数空间权重矩阵显示农业绿色发展效率值在空间上2007年、2008年、2011年、2018年在5%水平下显著性呈现显著正相关，表明研究期间农业绿色发展效率达到最高集聚水平，存在显著的空间相关性，因此选取以上四年作为观测年份。如下图所示。

4个象限分别对应区域单元与其邻接地区之间的4种局部空间关系。第一象限代表高效率值的区域被同是高值的区域包围的空间关系；第二象限代表低效率值的区域被高值的区域所包围的空间关系；第三象限代表低效率值的区域被同是低值的区域所包围的空间关系；第四象限代表高效率值的区域被同是低值的区域所包围的空间关系。

图3 部分年份局部莫兰指数散点图

2007年，威海、枣庄为L-H型，临沂、烟台、济南、青岛为H-L型，济南、烟台、青岛的农业绿色发展效率值较高，其周边城市潍坊和威海绿色发展效率较低。东营为L-L型，相邻的周边城市滨州、淄博、东营和潍坊都为农业绿色发展低效率地区，这体现了低效率集聚的趋势。2008年，济南由农业绿色发展效率中等水平变为高水平，济南变为H-H型，其相邻周边城市泰安的农业绿色发展效率也得到提高。2011年，青岛、济南为H-L型，青岛为农业绿色发展高效率地区，其周边城市为较低的农业绿色发展效率区。临沂转变为L-L型，其和周边相邻城市枣庄、日照、淄博都为农业绿色发展效率中等水平地区。2018年，日照转变为H-L型，日照为农业绿色发展效率高水平地区，其周边城市潍坊为农业绿色发展效率低水平地区。临沂转变为L-H型，其周边城市泰安、日照皆为农业绿色发展效率高水平地区。济南转变为H-H型，其周边城市德州、泰安为农业绿色发展效率高水平地区。通过2007年与2018年的相关性对比，发现济南、青岛的空间溢出效应较为明显，其周边城市泰安、德州、烟台、日照在中心城市辐射下发展成为农业绿色发展效率高水平地区。济南、青岛为空间现象集聚点，基于距离倒数空间矩阵，距离集聚点越近，受到的影响程度就会越大。随着不断发展，被集聚点辐射的周边城市也会发展为新一轮的集聚点，不断带动新集聚点周边城市发展。

三、结论与建议

(一)结论

从总体来看，研究期间山东省农业绿色发展效率有着明显的提高，但总体农业绿色发展效率值不高，因此具有较大进步的空间。山东省各地市之间的农业绿色发展差距较大，还需要农业绿色发展高水平地区继续带动低水平地区的发展。通过测算农业绿色发展效率值，结果表明济南、青岛等地市农业绿色发展水平比较平稳，烟台、泰安、临沂等地市农业绿色发展效率较快。潍坊、威海等地市农业绿色发展效率提高的较为缓慢，甚至出现停滞不前和效率值缩小的情况。从ArcGIS绘制的山东省部分年份农业绿色发展效率值空间分布图来看，区域间农业绿色发展水平存在较为显著的空间集聚现象。

(二)建议

1.加强优势互补能力。整体看山东省各地市的农业绿色发展水平都有所提升，但通过地区之间对比来看，有些地市农业绿色发展程度很低。要想使山东省农业绿色发展水平整体提高，对于各个地市整体的把控尤为重要。各地市需要加强优势互补，农业绿色发展高水平的地区可以把自己的一些经验扩散传播到低水平地区进行学习，缩小各个地区农业绿色发展的差距，促进山东省农业绿色发展水平的提高。

2.加快县域城乡融合发展。统筹县域内城乡产业、基础设施、农业生产等协同发展，加快县域经济协同发展，减少避免因城乡收入差距过大而造成乡村人才流失的现象。可以在乡镇周围建设大学生创业孵化基地，打通城乡之间要素平等交换、双向流动的通道。通过县域城乡融合发展缩小城乡差距，留住乡村人才、吸引人才到乡村。在教育上，城乡之间师资等教学要素实现平等互换，使乡村教学更好地接触更高科技的教学资源，达到较高教学水平，从而提高乡村整体教育水平，更好地为农业绿色发展奠定农业人才基础。

3.增强农业减排固碳能力。2021年六部门联合印发《“十四五”全国农业绿色发展规划》，《规划》中明确提出到2025年农业绿色发展“五个明显”的定性目标，即资源利用水平明显提高、产地环境质量明显好转、农业生态系统明显改善、绿色产品供给明显增加、减排固碳能力明显增强[20]。我国碳达峰、碳中和重要组成部分之一是提高减排固碳能力，其中涉及种植业。农业碳排放是农业生产过程中必不可少的，农业生产中化肥、农药以及灌溉、机械的使用既能提高农作物产量，又可以解放劳动力。这样普遍的做法给农业生态产生的负面影响不可小觑。在农业生产初级阶段减少农业碳排放量，能够促进农业绿色发展。加大政府投入力度，涉及基础设施、劳动人员、生产技术等方面实现多渠道增加农业绿色发展投入，提高农业绿色发展效率。