农业全要素生产率空间效应的实证研究——基于宁夏2006—2017年面板数据的分析

杜慧彬

（宁夏职业技术学院，宁夏 银川 750021）

农业是国民经济建设与发展的重要支柱产业。地区农业的良性发展对于经济发展、社会稳定和生态安全起到至关重要的作用。全要素生产率被认为是具有长期增长效应的经济驱动力，提升农业全要素生产率是实现中国农业高质量发展的关键，是推动中国农业稳定增长和促进农业提质增效的必然选择和根本出路[1]。全要素生产率又称为索洛余值，由美国经济学家索洛首次提出，用于解释经济增长中剔除投入要素贡献后的增长部分，是各种生产投入要素贡献以外的，由技术进步、技术效率、管理创新、社会经济制度等因素所导致的产出增加，具有长期增长效应[2]。

相较其他产业而言，对农业全要素生产率的考察更要考虑空间效应，因为农业对自然因素的依赖性更高。农业的自然属性要求它的生产要有特定的区域生态环境，也就是适宜的水源、土壤和气候等条件。空间计量经济学通过考察区域的空间效应来分析空间不平等的不同属性。通常情况下，不同空间结构之间存在2 种不同的特性，即空间异质性与空间相关性。前者也称为空间结构差异，即不同的空间结构间存在非均衡性；后者主要取决于地理空间所处的相对位置，这些空间会产生交互作用，并彼此具有依赖性。空间结构的差异引起区域自然条件各不相同，其产出效率相应地也会存在差异性，因而研究农业全要素生产率却不考虑空间效应是不科学、不全面的。宁夏的北部引黄灌溉区、中部干旱带和南部地区的生态环境各不相同，北部地区位于银川平原、卫宁平原和贺兰山自然保护区，拥有黄河自流灌溉和贺兰山生态屏障的自然优势，农业生产环境优越；中部地区干旱缺水，沙化严重，生态脆弱；南部地区位于干旱半干旱区。从自然生产条件的不同可以推断宁夏各区域的农业生产有较大的差异。对宁夏农业全要素生产率的空间效应进行研究，有利于发挥各区域比较优势，促进各类要素合理流动和高效集聚，优化区域间资源配置，强化农业技术对区域发展的辐射带动作用，顺应空间结构变化趋势，推动农业生产向具有更强粮食生产功能区域进行转移。

本文首先采用DEA-Malmquist指数法测算宁夏的农业全要素生产率；其次用Stata 13.1 软件检验农业全要素生产率的空间异质性；再运用Geoda 一阶Rook 相邻建立权重矩阵，进一步分析农业全要素生产率与技术进步的空间相关性；最后根据上述研究对宁夏地区的农业增长给出结论与建议。

1 文献综述

根据经济增长理论，在完全竞争市场，如果资源是可以自由流动的，那么资源会自发地从低生产率企业流入高生产率企业，因而市场上所有企业的生产率应该是相同的。农业生产的资源在空间（或区域）层面的配置如果不符合效率原则，就会存在空间配置扭曲。要素的配置既有区域内部各生产单元之间的配置，又有跨区域的流动和配置。要素的区域内配置效率以及跨区域配置效率，对于区域农业一体化发展、农民收入水平的变化、区域间农业生产差距都会产生重大影响。

农业生产依附于自然环境，对自然资源产生较强的依赖性，同时农业生产过程对自然环境产生较强的外部效应，且因自然资源禀赋的集聚效应存在，农业生产具有较高的地理集聚效应，即有较强的空间相关性。在技术条件落后的早期，人类无法解决因地理位置限制带来的空间资源配置差异，随着劳动力、技术、投入等要素的产生和快速流动，农业生产逐渐打破了空间带来的局限性，进一步促进了农业生产要素在地区之间的流动和增值。杨刚等[3]对1998—2012年的中国农业全要素生产率值进行了检验，认为大多数年份具有显著的空间相关性，全局不显著的年份在局部存在区域聚集性。刘莉等[4]对我国农业全要素生产率的空间效应进行检验，发现其具有显著的正向空间溢出效应，也就是说一个地区农业全要素生产率的提升对于邻近地区农业全要素生产率的增长具有促进作用。李欠男等[5]测算了1978—2015 年中国省（区、市）的农业全要素生产率，用空间误差模型检验了空间相关性，认为空间因素对农业全要素生产率有显著的正向影响，并且存在空间条件收敛，但由于各区域资源禀赋的差异，各地区收敛速度迥异[5]。王紫露等[6]研究了长三角城市群的农业全要素生产率及其时空演变，发现26 个城市间农业生产效率、规模效率空间差异较大[6]。而另有一部分学者认为我国农业全要素生产率在空间上并不存在显著的溢出关联效应[7-8]。已有文献缺少对宁夏农业全要素生产率的空间效应研究，故本文对宁夏地区的农业生产空间异质性与相关性展开较深入的研究。

2 研究设计

2.1 研究方法

2.1.1空间异质性研究方法 测算区域发展的不均等和差异性的研究通常采用极差、泰尔指数、标准差、变异系数、基尼系数等方法。本研究采用泰尔指数测算区域间与区域内农业全要素生产率的差距与变化趋势。

2.1.2空间相关性研究方法 在进行空间相关性检验时，通常会采用Anselin 提出的莫兰指数法（Moran’s I 法），通过借助空间权重矩阵判断空间单元之间的影响强度。

1）空间权重矩阵W。在很多研究中，最常用的空间权重矩阵方式是地理邻接权重。由于经济主体与其所处的地理空间位置有着密切联系，为了将空间位置信息引入统计分析，首先构造一个空间邻接矩阵来定义空间区域的相互关系，简化空间信息，以权重的方式突出区域的空间位置与经济变量的关联，即

式中：wmn表示区域m与n的邻接关系，用1、0分别表示区域邻接、不邻接的关系。

在对农业生产的考量中，大多采用地理邻接矩阵，比如杨刚等[3]对中国农业全要素生产率空间效应的考察，以及李兆亮等[9]对中国农业绿色经济增长的空间相关性的考察，都优先采用邻接矩阵表达空间单元的关系。

2）全局莫兰指数。全局Moran’s I 指数的表达式：

式中：wij是空间邻接矩阵；xi是位置（区域）i的属性值为所有空间权重之和。Moran’s I 指数I的取值一般在-1 到1 之间，大于0 表示正的自相关，即高值与高值相邻、低值与低值相邻；小于0表示负的自相关，即高值与低值相邻。如果Moran’s I指数接近于0，则表明空间分布是随机的，不存在空间自相关。

2.2 变量选取与数据来源

对于变量的选择，本文参考大多数研究者选取指标的方式，比如全炯振[10]对产出要素、土地投入要素、资本投入要素、中间投入要素的选择，以及史常亮等[11]对投入和产出变量的选择。

2.2.1产出变量 农林牧渔业总产值（万元），采用2006 年不变价的农林牧渔业总产值。2006—2017年的农林牧渔总产值与农林牧渔总产值指数均取自历年的《宁夏统计年鉴》。

2.2.2投入变量 投入变量主要有以下几种。①土地投入：农作物总播种面积（hm2）；②劳动力投入：农林牧渔业从业人员（人）；③资本投入：机械总动力（104kW）；④中间投入：化肥施用量（t）。其中农作物总播种面积、农林牧渔业从业人员、化肥施用量取自2007—2018年的《宁夏统计年鉴》，机械总动力取自2007—2018年的《中国县（市）社会经济统计年鉴》以及宁夏各市（县、区）2006—2017 年的国民经济和社会发展统计公报。

2.2.3不规范数据的调整与缺失数据的处理 由于2015年以后农业运输动力不再计入农机总动力，统计年鉴上的农机总动力比往年下降25%左右，为了保证数据的平稳性以及准确性，依据国家统计局公布的宁夏机械总动力的数据，对2016 年、2017 年各县域的农机总动力做了平稳性调整。

2.3 研究区域界定

2.3.1研究区域界定 综合考虑各种变量以及数据的可得性，本文选取宁夏22 个市（县、区）为研究对象，并按照宁夏统计局网站对宁夏数据市（县、区）的年度归类方式，将兴庆区、金凤区和西夏区归为银川市区，将大武口和惠农区归为石嘴山市区，最终形成19 个市（县、区），并对2006—2017 年的面板数据进行分析。

2.3.2数据来源 本文采用的数据均来源于国家统计局网站公布的2006—2017 年全国和宁夏的数据、宁夏统计局网站公布的2006—2017年宁夏的数据，以及2006—2018 年的《中国县（市）社会经济统计年鉴》。

2.3.3数据指数 总产值、GDP、收入的处理均采用环比指数连乘法进行换算得出[12]。

3 宁夏农业全要素生产率空间相关性分析

运用Deap 2.1 软件将2006—2017 年间宁夏19个市（县、区）的农业投入产出数据作为样本，测算农业全要素生产率、技术进步指数和技术效率变化指数。

3.1 宁夏农业全要素生产率及其分解项

通过对全要素生产率测算方法进行分解，发现全要素生产率是由技术进步与技术效率的共同作用决定的，因而在研究农业全要素生产率变化特点的过程中要对技术进步与技术效率进行分析，见表1。

表1 宁夏农业全要素生产率和分解项变化指数（2007—2017年）

宁夏农业全要素生产率具有以下特点：第一，在2007—2017年间，宁夏农业全要素生产率平均指数为1.040，表示年均增长率为4%，累积增长率（2006年=1）为1.516，较2006年增长0.516倍；第二，农业技术效率指数为1.001，技术进步指数为1.039，虽然都有所增长，但是农业技术效率增长不明显，基本保持不变；第三，2006 年以来，宁夏农业全要素生产率的改善得益于技术进步的增进，但这种进步并不稳定，表现出明显的波动性，特别是在2008 年到2010年。

3.2 空间效应分析

3.2.1空间异质性分析 运用Stata 13.1 软件对宁夏农业全要素生产率进行泰尔指数测算。这里将宁夏22 个市（县、区）从北到南依次分为北部、中部和南部3个区域①北部：银川市、永宁县、贺兰县、灵武市、平罗县、石嘴山市；中部：利通区、红寺堡区、盐池县、同心县、青铜峡市、沙坡头区、中宁县；南部：原州区、西吉县、隆德县、泾源县、彭阳县、海原县。（杜慧彬. 生态文明建设背景下宁夏农业全要素生产率研究[D]. 银川：宁夏大学，2021：47.）。

1）宁夏农业全要素生产率的总泰尔指数。从图1 可以看出，宁夏农业全要素生产率的泰尔指数呈现下降趋势，从2007 年的0.004 4 降低到2017 年的0.001 0。虽然在2007—2009年呈现上升趋势，从0.004 4上涨到0.006 8，说明这几年农业全要素生产率有比较明显的发散趋势，但在之后几年又迅速下跌，从0.006 8 下降到0.001 0。可见，宁夏区域内农业全要素生产率的差距在逐渐缩小。

图1 2007—2017年宁夏农业全要素生产率的泰尔指数

2）组间差异与组内差异的贡献率。泰尔指数可以分为组内贡献和组间贡献。图2 表明，组内差异始终是整体不均等的重要组成部分，2007 年组内差异贡献率高达96.8%，尽管逐渐有所下降，最低值为2011 年的0.555，但在整个观察期内，其贡献率都高于组间差异贡献率，并且在2017年的贡献率高达100%。与此同时，组间差异贡献率从初始的0.032震荡上升，最高点为2011 年的0.445，随后逐渐回落，到2017年组间差异贡献率下降为0。可见，降低组内差异可以有效减小宁夏区域内部农业全要素生产率的差距。

图2 2007—2017年宁夏农业全要素生产率泰尔指数组内差异与组间差异贡献率

3）北部、中部和南部地区农业全要素生产率差异的泰尔指数值。为了进一步了解不同地区农业全要素生产率水平差异，把宁夏地区农业全要素生产率的泰尔指数趋势划分为北部、中部和南部3 个区域进行分析（图3）。3 个区域农业全要素生产率的泰尔指数在2011 年以后的走势基本趋同，而在2007—2011 年间呈现不同程度以及不同时段的起伏，具体表现为南部地区从2007 年的0.001 9 上涨到2008 年的0.006 7，2009 年又回落到0.000 8，之后几年有小幅度波动；北部地区是在2009年出现峰值，从2007年的0.003 3上升到0.007 7，在2010年回落到0.001 3，直到2017 年同样呈现小幅度波动；中部地区较为不同的是在2007—2010 年表现出先下降后上升的趋势，从2007 年的0.007 1 下降到2008 年的0.004 9，随后回升至2010 年的0.008 0，在2011 年骤减到0.000 9，同样在之后几年只有轻微波动。3个区域在2007—2017年的农业全要素生产率的泰尔指数均值大小依次为中部（0.002 8）、北部（0.002 0）、南部（0.001 6），说明宁夏农业全要素生产率的地区差异主要集中在中部。

图3 2007—2017年宁夏3个区域的泰尔指数走势

3.2.2空间相关性分析 运用Stata 13.1 软件对宁夏19个县（市）建立空间权重矩阵，再对2007—2017年宁夏农业全要素生产率进行全局Moran’s I检验，计算结果见表2。

表2 宁夏农业全要素生产率的Moran’s I检验

由表2 可知，农业全要素生产率的空间自相关指标在2017年具有显著性。

再利用Geoda 软件一阶Rook 相邻建立权重矩阵，对2017年的农业全要素生产率进行局部莫兰指数检验，结果表明：①北部的石嘴山市辖区、平罗县、银川市辖区、永宁县、灵武市和利通区均属于农业全要素生产率具有正的聚集效应区域；②中部地区的沙坡头、中宁县、红寺堡区、同心县、海原县和盐池县的农业全要素生产率较低，具有负的空间相关性；③贺兰县本地区的农业全要素生产率很高，但相邻地区的农业全要素生产率较低；④青铜峡市、原州区和隆德县与相邻地区相比是低水平地区。

4 结论与建议

以宁夏22个市（县、区）2006—2017年有关数据为研究对象，采用Malmquist指数测算农业全要素生产率，并对其空间异质性与相关性进行检验，得出以下结论。

1）2007—2017 年宁夏农业全要素生产率年均增长率为4%，累计增长率为1.516。农业技术效率指数为1.001，技术进步指数为1.039，表明技术进步仍然是推动全要素生产率增长的主要因素。

2）总体而言，宁夏农业全要素生产率增长的泰尔指数呈现下降趋势，从2007 年的0.004 4 降到2017年的0.001 0，表明宁夏区域内全要素生产率增长的差距在逐渐缩小。根据组间差异与组内差异的不同贡献率，组内差异贡献率远高于组间差异贡献率。不同区域泰尔指数均值的排序表明，宁夏农业全要素生产率的地区差异主要集中在中部。

3）2017 年的宁夏农业全要素生产率存在空间相关关系，即北部的大多数县（市）都属于具有正聚集效应的区域，中部地区的大多数县（市、区）都具有负的空间相关性，南部地区的彭阳县、泾源县具有正的空间相关性。

为了推动宁夏全区域农业高质量发展，缩小区域生产效率差异，提高农业系统韧性，提出如下建议。

1）充分发挥北部地区的聚集效应与辐射作用。地理环境因素对宁夏地区农业技术进步的影响很显著，具有相同生产条件和地理环境的地区有利于相互间农业生产技术水平的扩散和传播，表现出相邻地区农业技术趋同的现象。因此，应当加强强强地区的合作，增进农业生产的地区集聚水平，加快提升研发强度和技能人才、管理人才水平，推动区域技术创新能力；通过政策与资金倾斜、加强区域间的交流与合作等途径，充分发挥农业技术引领辐射作用，提高产业间的高质量融合，带动中部和南部地区农业现代化发展。

2）推动中部、南部地区的生态建设。宁夏中部和南部地区的农作物总播种面积占宁夏农作物总播种面积的80%以上，但农业全要素生产率长期低于北部地区，这个结果大体可归因于不同地区特定的生态结构。北部土壤肥沃，耕种条件优越；中部属于干旱带，土壤贫瘠；南部属于山区，丘陵沟壑延绵不绝。而土壤质量、灌溉条件、温度等因素对土地生产率均有重要影响，因而加强地区生态建设能够强化地区水源涵养能力，提升土壤质量，稳定生态系统，进而维护农业系统的韧性。

3）推动农业数字化转型。数字经济具有便捷性、外部经济性和边际收益递增性等特点，在降低各行业的交易成本、促进要素流动与供需精准匹配等方面发挥出重要作用。在农业主产区进行农业数字化转型有利于机械化、信息化优势的充分发挥，通过构建农业物联网测控体系可以为政府的宏观预测和精确统计提供一手数据；通过对各个影响因素进行实时监控有助于总结成功经验，形成示范效应。在生态环境敏感区域实施数字化转型，借助数字技术进行土壤调查以获取土壤属性特征和时空演变信息，能够精准评价土壤肥力质量，是实现对土壤资源与生态系统科学管理的重要前提[13]。通过完善追溯体系建设，实现生产、流通、经营等环节的信息透明化，能够加强上下游各经济主体间、经营主体与消费者间的信息对接，实现从“农田到餐桌”真正意义上的全过程可追溯，提高食品安全保障水平[14]。