湖南省农业绿色效率时空演进特征及影响因素——基于119个县域数据分析

陆 杉，唐佳欣

(1.湖南工商大学 资源环境学院，湖南 长沙 410205；2.湖南工商大学 经济与贸易学院，湖南 长沙 410205)

一、引言

湖南省作为农业大省，拥有全国九大商品粮基地之一的洞庭湖平原，在农业自然资源、农业经济资源及农业技术水平等方面都具有发展绿色农业的巨大潜力，在全国农业生产中占据重要地位[1]。但随着农业经济的不断发展，资源投入冗余、过度机械化等问题对生态环境造成了一定程度的破坏。因此，湖南省迫切需要转变农业发展模式，改变因生产方式不合理、资源开发过度等导致面源污染、水资源危机、土地荒漠化、农产品农残超标等一系列危害的传统农业生产方式，探索将经济、环境和社会效益相结合的农业绿色发展新路径。

目前关于绿色农业的研究内容主要包括农业绿色效率的测定[2-3]、农业绿色效率的影响因素[4-7]、以中国及其30个省份为主的农业绿色效率空间区域研究[8-11]。已有关于湖南省绿色农业的研究，主要集中在以下方面：一是湖南省绿色农业时空演变的相关研究。已有研究表明，湖南省生态系统服务价值及其动态演化的空间聚集现象明显，但其程度趋于弱化，且湖南省14个市州之间经济发展的空间关联性和集聚效应主要依靠传统产业，缺乏绿色经济体量[12-13]。二是湖南省农业绿色发展的影响因素研究。已有研究发现，设立生态文明先行示范区对湖南省绿色农业的发展存在显著正向影响，湖南省需构建七大体系以获取更大的农业绿色发展红利[14-15]。但大多数学者主要从理论出发对湖南省农业绿色效率进行分析，少有学者以县域为研究单元对湖南省农业绿色效率的影响因素进行实证研究并进一步探究影响因素在不同尺度下的差异性[16-17]。

综上所述，目前有关农业绿色效率的研究多以国家、省域、大区域经济带作为研究样本，县域层面的研究相对缺乏。目前有关湖南省农业绿色效率的研究样本也主要停留在地级市层面，少有基于县域的研究，而以县域层面进行农业绿色效率的研究更有利于对具体地区的实际性问题进行研究并提出解决办法。湖南省由于地区间的资源分布和产业结构各异，作物生长条件差异显著，省内农业生产效率各县(市、区)间差异明显，并且鲜有学者对影响湖南省农业绿色效率的因素进行科学的实证分析。因此，对湖南省县域农业进行研究，能够客观地揭示湖南省县域农业绿色效率的内在关联性及区域差异性，有效推动绿色农业发展。

本文试从以下方面对现有文献进行拓展：一是选取县域研究样本，以2007—2016年湖南省119个县(市、区)的面板数据作为研究样本，多维度探寻湖南省县域间农业绿色效率的内在联系，数据选取更具针对性；二是分区域探究影响湖南省农业绿色效率的因素，使用Tobit模型对湘东、湘中、湘南、湘北和湘西五大地区进行影响因素分析，实证探讨影响湖南省农业绿色效率的因素，并研究其区域差异性，为推动湖南省绿色农业发展提供指导性建议。

二、湖南省农业绿色效率的测算

(一)农业绿色效率测算方法

本文运用非期望超效率SBM模型来测算湖南省119个县(市、区)的农业绿色效率，优化了传统DEA模型，提升了测算准确率。模型表达式如下：

(1)

(2)

其中：ρ*为农业绿色效率值；s-、sg、sb均为松弛变量；s-表示投入冗余；sg表示期望产出不足；sb表示非期望产出冗余。

(二)投入产出指标体系

1.投入指标：参考王宝义和张卫国[18]的研究内容，本文以农业机械总动力、农作物播种面积、农用塑料薄膜使用量、农药使用量、农用柴油使用量、农用化肥使用量、农业从业人员以及农业有效灌溉面积作为投入指标。

2. 期望产出：选用农林牧渔总产值。

3. 非期望产出：参考Esther等、屈秋实等的研究[19-20]，本文选用农业碳排放和农业面源污染作为非期望产出。农业碳排放系数参考李波等[21]的研究。本文农业碳排放的计算公式如下：

(3)

其中：Ct为农业碳排放总量；k为碳源种类；t为年份；ckt指碳源的碳排放量；δk为k碳源的碳排放系数；ωk为k碳源的使用量。

由于农业面源污染无统一规范的来源，参考相关文献，本文将农药、化肥以及农用塑料薄膜作为污染源，三者残留系数分别为50%、75%以及10%。面源污染量的计算方式为：加总各类污染源与其污染系数的乘积。

(三)数据来源

由于本文涉及指标较多且县级数据的公开程度有限，自2016年之后各指标数据的缺失值过多，考虑到数据的可获取性，本文选取2007—2016年湖南省119个县(市、区)的数据作为研究样本。数据均由《湖南省统计年鉴》《湖南省农村统计年鉴》、EPS数据平台以及各地区统计公报整理所得，部分缺失数据采用移动平均法补齐。表1为农业绿色效率投入产出体系的描述性统计。

表1 湖南省2007—2016年119个县(市、区)农业绿色效率的投入产出体系描述性统计

三、湖南省农业绿色效率的时空演进特征

(一)湖南省农业绿色效率时序演进特征

1.省级层面

参考以往研究结果，本文将湖南省119个县(市、区)的农业绿色效率划分为五个等级：效率优秀(s≥1)、效率良好(0.8≤s<1)、效率中等(0.6≤s<0.8)、效率较低(0.4≤s<0.6)和效率无效(s<0.4)。由表2可知，2007—2016年湖南省大部分县(市、区)的农业绿色效率处于最低等级，过多的效率无效县(市、区)制约了湖南省农业绿色效率的提高。效率优秀县(市、区)在2007—2015年仅有1～3个，到2016年达到10个，有较大提升。值得注意的是，效率中等和效率较低的县(市、区)数量在2007—2016年明显增加，效率无效县(市、区)数量逐年减少，但减少数量不大，说明湖南省各县(市、区)的农业绿色效率有所提升，但提升速度较慢且提升幅度较小。随着生态环境问题愈发得到重视，湖南省也接连出台了一系列政策，如2010年实施的排污交易权、2011年实施的国家重点生态功能区、2014年实施的生态文明先行示范区等，这在一定程度上推动了湖南省各县(市、区)绿色农业不断发展，但湖南省的农业绿色效率还有极大的提升空间。

表2 湖南省2007—2016年119个县(市、区)农业绿色效率等级统计

2.区域层面

湖南省大致划分为湘东、湘南、湘北、湘中和湘西5个地区，由图1可看出，在研究期内，湘南、湘北、湘中3个地区农业绿色效率与全省的农业绿色效率基本一致，湘东地区农业绿色效率明显高出全省，湘西地区农业绿色效率明显低于全省，说明湖南省绿色农业发展的地区差异开始呈现扩大趋势。对比湘东、湘南、湘北、湘中和湘西5个地区，2007—2016年间湖南省农业绿色效率基本呈现湘东>湘南>湘中>湘北>湘西的格局，湘西地区不论是生产总值还是农业绿色效率均处于末尾，其中湘东地区的农林牧渔总产值在5个地区靠后，而农业绿色效率居于首位。由图1可看出，湘东地区虽耕地面积小，但长株潭地区生产资源丰富，农业技术水平和资源利用率高；反之湘西地区虽耕地面积大，但地域偏僻、发展滞后，经济发展以旅游业为主，农业资源丰富但农业基础设施和农业技术水平落后，资源利用率低。

图1 湖南省2007—2016年各地区农业绿色效率

(二)湖南省农业绿色效率空间演进特征

本文利用ArcGIS软件，基于空间数据探索性分析技术，采用全局和局部空间自相关系数来分析湖南省农业绿色效率的空间分布。

1.农业绿色效率全局空间自相关分析

由表3可知，除2014年外，湖南省农业绿色效率的Moran’s I指数均通过Z统计量检验(Z>2.58，P<0.01)，说明湖南省农业绿色效率相似的县区在空间分布上表现出集聚特征[22]。Moran’s I指数在2007—2016年呈现出一定的波动性，从总体上看，2016年的Moran’s I指数为0.238，相较于2007年的0.228略有上升，由此可见湖南省县(市、区)间的农业绿色效率在空间上的聚集性呈现增强趋势。

表3 湖南省2007—2016年农业绿色效率Moran’s I指数分布

2. 农业绿色效率局部空间自相关分析

结合湖南省主要年份农业绿色效率的LISA聚集图(见图2)可知：

图2 湖南省主要年份农业绿色效率LISA聚集图

HH集聚在2007年主要集中在湘东长沙及其周边地区，湘南衡阳地区的石鼓区和衡东县在2009年进入HH集聚行列，与石鼓区相邻的珠晖区和雁峰区在2012年步入HH集聚区，原因在于衡阳市作为湘南地区中心城市，综合性优势明显，绿色农业的发展潜能大，并且长沙地区显著的集聚效应对周边地区也具有一定的带动作用。但自2011年起，醴陵市和韶山市先后退出湘东长沙地区的HH集聚区，并且在2014年长沙地区的HH集聚效应突然明显减弱，原因可能在于随着长沙及其周边地区经济技术水平的迅速提升，该地区已由以劳动力投入为主的传统农业向技术水平较高的现代农业迅速转变，在产量大幅度提高的同时，化学投入品的过量施用以及机械化的广泛使用在一定程度上导致污染物增加，使得该片地区农业绿色效率水平降低。

LL集聚区着重集中在湘西地区，主要包括永顺县、保靖县、古丈县、花垣县、泸溪县、凤凰县、吉首市以及麻阳苗族自治县，原因可能在于湘西地区属于经济欠发达地区和生态脆弱地区，虽然自2004年起湖南省正式启动湘西地区开发，但由于湘西地区经济技术条件和基础设施落后，使得一系列帮扶措施存在一定滞后性。怀化市的大部分县区在2009年进入LL集聚区，如辰溪县、中方县、鹤城区、芷江侗族自治县和靖州苗族侗族自治县，说明农业绿色效率较低的县区容易对周边地区产生负面作用。

LH集聚区主要出现在HH集聚区周边，并由湘东长沙地区逐渐发展到湘南衡阳、郴州地区以及湘中邵阳地区。2009年衡阳的衡山县、衡阳县、蒸湘区以及衡南县进入LH集聚区，2014年郴州的安仁县和永兴县步入LH集聚区，2016年邵阳的新邵县、绥宁县、新宁县和大祥区进入LH集聚区，主要原因在于这些县区第一产业占比较低，农业模式还较为传统，处于转型探索期。LH集聚区由于处于HH集聚区周边，应充分发挥其区位优势，借助HH集聚区各方面优势的辐射作用，把握长株潭一体化建设的机会来带动自身发展。

HL集聚区在空间上主要出现在张家界的武陵源区。2014年郴州的资兴市进入HL集聚行列，由不显著转变为HL集聚，说明资兴市的农业绿色效率得到提升。资兴市利用东江湖的优质水源，以无公害、绿色、有机生态农业生产技术不断推进农业标准化生产，大力发展生态文明建设，为地区农业的绿色发展提供支持。张家界的武陵源区主要以旅游业为主，近年来主要发展休闲农业和设施农业，正大力推动与环境相协调的绿色农业发展。

四、影响机制检验

以上研究表明，各县(市、区)因地理位置、发展状况、资源环境的不同，使得其农业绿色发展进程有所差异，空间差异明显。因此，为有效提高其农业绿色效率，实现地区差异化发展，本文进一步对湖南省湘东、湘中、湘南、湘北和湘西五大地区进行影响因素分析。

(一)Tobit模型

由于被解释变量为运用非期望超效率SBM模型测度的农业绿色效率，取值范围为0～2，考虑到估计量的无偏性，本文构建Tobit面板随机效应模型进行回归分析，具体模型如下：

Rateit=a0+a1ML+a2Indus+a3Ingov+a4IA+a5PAPC+a6LI+εt

(4)

(二)变量选取

1.被解释变量。被解释变量为测算的农业绿色效率，用符号“Rate”表示。

2.解释变量。农业绿色效率除受自然因素影响外，还受到经济与技术水平等因素的影响。参考杨骞等和李欠男等的研究内容[23-24]，本文选取解释变量如下：机械化水平(ML)，用“单位农作物播种面积的农业机械总动力”表示；工业化水平(Indus)，用“第二产业增加值占地区生产总值的比重”表示；财政支出水平(Ingov)，用“地区财政支出的对数”表示；灌溉设施水平(IA)，用“耕地灌溉面积占农作物播种面积的比重”表示；人均播种面积(PAPC)，用“农业从业人员数与总播种面积的比值”表示；农业劳动力投入(LI)，用“农业从业人员数量的对数”表示。

(三)Tobit回归结果

由表4中的回归结果可以发现：

表4 湖南省五大地区农业绿色效率影响因素实证结果

机械化水平对湖南省五大地区(湘东、湘中、湘南、湘北和湘西)的农业绿色效率有负向影响，系数值分别为-0.060、-0.079、-0.219、-0.099、-0.023，且除湘西地区外，其他四大地区均显著。其原因在于经济更为发达的地区其机械化的普及率和使用率更高，而机械化的农业耕种会消耗大量石油、柴油等化学能源，从而导致污染排放物增加。湘西地区农业生产条件落后，因此农业机械化程度较其他四大地区低，但农业生产条件较为落后的地区，农业机械化组织程度不高，低效率的农业机械化生产会阻碍农业绿色效率的增长，所以机械化水平对其绿色农业的发展呈现出非显著的负向作用。

工业化水平对湖南省五大地区(湘东、湘中、湘南、湘北和湘西)的农业绿色效率有负向影响，系数值分别为-0.339、-0.151、-0.195、-0.176、-0.033，且除湘中和湘西地区外，其他三大地区均显著。原因是工业化发展需要农业部门来提供工业生产的相关原料，在资源有限的前提下，农业部门为满足其要素需求，只有通过增加化学投入品来提高产出率，而由此排出的污染物会造成环境污染[25]。另外，工业化的发展也使得大量劳动力从第一产业向第二产业转移，作为理性经济人，农业从业人员为在更短的生产时间内获得更多的农业产出值，往往会加大化肥、农药等的使用量，从而导致农业绿色效率降低。而湘中和湘西地区相较于其他三大地区，工业化水平还相对较低，因此所需农业部门提供的生产及生活资料相对较少。由于生产压力较小，因此使用化学投入品的倾向较低，所以其工业化水平虽对农业绿色效率有负向影响，但影响不显著。

财政支出水平对湖南省五大地区(湘东、湘中、湘南、湘北和湘西)的农业绿色效率均具有显著正向影响，系数值分别为0.076、0.151、0.159、0.106、0.082。政府通过加大财政支出，扩大财政惠农强农的政策效果，有利于提升农业劳动力的生产积极性，便于进一步完善农村基础设施、培育农业技术人员、推动农业技术创新，因此有利于提高农业绿色效率。

灌溉设施水平对除湘北地区的其他四大地区(湘东、湘中、湘南和湘西)的农业绿色效率有负向影响，系数值分别为-0.005、-0.159、-0.118、-0.042，且湘中、湘南与湘西地区呈显著负向影响。原因在于我国普遍存在农田水利设施较为落后和总量不足的问题，且农田灌溉设施作为外部性较强的公共产品具有明显的非排他性，容易导致灌溉设施被过度使用，从而阻碍农业绿色效率的增长[26]。从地区来看，灌溉设施水平对湘中地区的负向影响最为显著，湘南次之，而在湘北地区呈不显著的正向影响。 由此可见，湖南省五大地区农田水利设施供求不平衡，需加快灌溉系统落后地区的农田水利设施建设，提升各地区水利设施的利用程度和协作程度。

人均播种面积对湘南和湘北地区呈现不显著负向影响，对湘东、湘中和湘西地区呈现正向影响，其中湘西地区呈现显著正向影响。湘南、湘北、湘东、湘中、湘西的农业绿色效率系数值分别为-0.009、-0.004、0.003、0.016、0.014。原因在于湘东和湘中地区的人均播种面积小，当人均播种面积较小时，考虑到生产成本，农户更倾向于投入更多的劳动来替代化肥等化学要素；湘南和湘北地区的耕地面积较大，人均播种面积较大，农户更多以化肥、机械化等现代投入要素代替劳动投入，导致农业污染物排放增加，从而降低地区农业绿色效率；而湘西地区虽耕地面积大，人均播种面积较大，但机械化农业普及程度低，农户更多进行“精耕细作”劳动。

农业劳动力投入对湖南省五大地区(湘东、湘中、湘南、湘北和湘西)的农业绿色效率均有负向影响，系数值分别为-0.415、-0.001、-0.069、-0.100、-0.001，其中湘东、湘南和湘北地区呈显著负向影响。此时负向作用并不能完全说明农业劳动力投入冗余，在湘东地区，可能由于农业技术水平和机械化水平高，在一定程度上机械代替了更多劳动力投入，使得湘东地区农业劳动力冗余，但也说明农业产业的绿色发展需要更多农业专业技术人员，劳动力需求从数量要求逐渐转向质量要求。

五、结论与建议

(一)结论

从时序演进特征来看，2007—2016年湖南省农业绿色效率整体上有所提升，但增长速度缓慢，未来提升空间大；在研究期内，湖南省五大地区农业绿色效率基本呈现湘东>湘南>湘中>湘北>湘西的格局，且经过一段滞后期，湘中、湘南和湘北地区的农业绿色效率得到有效提升，湘西地区因地理位置偏僻、经济技术水平落后等一系列原因导致农业绿色效率提升缓慢。

从空间演进特征来看，湖南省农业绿色效率具有较为显著的空间集聚现象，湖南省HH集聚区开始集中在湘东长沙及其周边地区，自2012年起湘东长沙地区HH集聚效应逐年减弱，逐渐向湘南衡阳地区和湘中娄底地区发展，LL集聚区则主要分布在湘西地区，其集聚程度在2007—2011年间增强，在2012—2016年间减弱。

从影响因素来看，地区财政支出水平对湖南省五大地区的农业绿色效率有正向影响，机械化水平、工业化水平和农业劳动力投入均对其有负向影响；灌溉设施水平对除湘北地区以外的其他四大地区的农业绿色效率有负向影响；人均播种面积对湘南和湘北地区的农业绿色效率呈现不显著负向影响，对湘东、湘中和湘西地区呈现正向影响，其中湘西地区正向影响显著。

(二)建议

基于研究结论，为更好地推动湖南省各地区绿色农业的发展，提出如下建议：

1. 加大财政支农力度。提高五大地区财政支农支出比重可有效提高各地区农业绿色效率。湖南省应加大各地区财政支农力度，健全稳定增长的财政投入机制，保持财政支农支出比重稳定增长。此外，以绿色发展为导向，建立农业补贴制度，促进各地区农业企业及农户的生产积极性，加大对农业绿色生产关键环节的支持。

2. 加强农业基础设施建设，探索合理化的农业投入要素结构。湘东、湘中、湘南和湘西四大地区农田基础设施较为薄弱，农业灌溉设施体现了农业综合生产能力，对地区农业绿色效率的提升有直接影响。应尽快补齐农业公共基础设施短板，提高各地区农田水利设施，如除涝、排水、农田灌溉等设施的覆盖率和利用率，为农业高产高效发展提供支撑。同时农业投入要素不合理也是农业绿色生产效率不高的主要原因之一。五大地区应加快构建现代化农业市场体系，以第一、第二、第三产业融合发展为契机，大力推动农业生产要素流入。

3. 坚持农业绿色科技创新，精准农业技术应用力度。加强研发资源节约型、环境友好型的农业技术，加强农业技术应用，坚持将农业创新技术成果转化为农业生产力，将科学技术与生产实践相结合，避免农业绿色生产技术供给与农业生产需求脱节。同时注重农业机械化合理推广，降低能源消耗，最大限度减少污染物排放，推广节约、集约型农业技术，如使用低残留农药的生产与喷施技术等。

4. 提高农业人力资本水平。各地区对农业劳动力需求从数量要求逐渐转向质量要求，农业现代化的发展迫切需要高素质农业劳动力。目前农业专业技术人才的缺乏明显阻碍了湖南省绿色农业进一步发展，亟待加强高水平农业技术者的培育工作。应根据农业生产需要，定期培训绿色农业相关知识，实时传播农业绿色技术，定向引进农业高素质人才，不断优化农业劳动力结构，强化农业人才支撑。

5. 政府因地制宜，对症下药。由于各地区的资源禀赋存在差异，政府在提出提升农业绿色效率的策略上需有所侧重，如湘西地区应侧重完善农业基础设施建设，加大农田灌溉设施等农业基础设施的财政投入力度；湘东、湘中、湘南和湘北四大地区应侧重各产业协同发展，加大农业绿色技术研发投入，提高农业劳动力质量。同时科学规划与管理五大地区的农业技术，整合周边地区零散农业资源，促进不同地区农业生产要素的空间流动性，合理配置各地区农业资源，优化各地区农业结构。