基于SFA的四川农业生产技术效率分析.pdf

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1、2008年第 9期 科技管理研究Science and TechnologyM anage mentResearch 2008 No 19收稿日期:2007-12-08,修回日期:2008-04-09文章编号:1000-7695(2008)09-0080-04基于 SFA的四川农业生产技术效率分析鲍学东,郑循刚(四川农业大学 经济管理学院,四川 雅安 625014)摘要:依据四川省 21个地区 2000)2006年农业投入产出数据建立了随机前沿生产函数模型,并对各地区农业生产技术效率进行了测算和分析,结果发现四川的农业增长目前还主要依赖土地和流动资本的投入,农业生产技术效率水平随时间增加有下降

2、趋势且地区差异明显,资本投入和社会经济条件对效率水平影响显著。关键词:农业生产;技术效率;随机前沿分析(SFA)中图分类号:F323 文献标识码:A 四川省是我国的农业大省,2006年农业总产值占 GDP的1815%,远远高于全国平均水平 1117%,说明促进农业增长仍然是四川农民增收和整个经济发展的重要途径之一。四川省人均耕地仅 017亩,自然资源和基础设施分布不均,尽管对农业投入逐年增加,技术创新能力不断提高,但产出效益并未显著提高。据四川省农业厅成本收益调查,2005年亩纯收益除红苕比上年增加外,其余主要作物都呈下降趋势。因此,提高四川农业的产出效率,促进农业持续快速增长,是当前的一个重

3、大现实问题。早期理论把产出效率的提高归功于技术进步,现在更多的学者把它分解为技术进步和技术效率的变动。技术效率是指在现有投入条件下,经济单元实际产出与前沿产出(最大可能性产出)的比率;或者在同一产出水平下,最小可能投入与实际投入之比。我国学者在借鉴国外理论与方法基础上做了大量研究:战明华等(1999)分析了绍兴种粮农户的生产技术效率,孟令杰(2000)发现 1980)1995年我国农业技术效率呈现下降态势,乔世君(2004)和亢霞等(2005)研究了我国粮食生产的技术效率,徐琼(2005)利用 DEA方法分析了浙江省 11个地区的农业技术效率和规模效率及其地区差异。本文利用随机前沿方法(SFA

4、,Stochastic Frontier A-nalysis)对 2000)2006年四川省 21个地区的农业生产技术效率进行了测算,并分析其影响因素和变化特征。1 模型与数据111 计量模型前沿分析方法可分为确定性分析和随机前沿分析。Ba-ttese和 Coelli在 1993年提出了一个随机前沿模型,通过一次估计便可测算技术效率并将技术效率的分布均值表示为效率影响因素的函数进行分析,从而避免了不确定性方法对产出影响因素不可区分的缺陷,且适合面板数据分析。模型如下:Yit=XitB+(Vit-Uit)i=1,N t=1,T(1)Yit是第 i个样本单位在 t时期的产出;Xit是第 i个样本单

5、位在 t时期的要素投入;Vit是随机变量,服从正态分布 N(0,R2v);Ui是非负随机变量,表示生产的无效程度,假设为非负截尾正态分布并服从 N(mit,R2u)1同时假设:mit=zitD,zit为 P 1维向量,表示影响效率的因素,P为影响因素个数;D为 P 1维待估参数向量,当其为正值时说明影响因素对效率有负效应,为负值时则为正效应。则技术效率(EFFi)表示如下:EFFi=E(Y*i|Ui,Xi)/E(Y*i|Ui=0,Xi)(2)E(1)表示数学期望;EFF在 0和 1之间,越接近 1说明技术越有效。基于超越对数生产函数的优点,本文选择其为随机前沿生产函数的一般形式,且假定技术进步

6、为希克斯中性(即未考虑时间与投入要素的关系)。模型设定如下:lnYit=B0+B1lnLit+B2lnAit+B3lnEit+B4lnFit+B12lnLitlnAit+B13lnLitlnEit+B14lnLitlnFit+B23lnAitlnEit+B24lnAitlnFit+B34lnEitlnFit+12B11(lnAit)2+12B22(lnLit)2+12B33(lnEit)2+12B44(lnFit)2+BNN+B1T+vit-Lit(3)式中,i表示第 i个地区,i=1,2,21;t=1,2,7,表示2000)2006年的 7年;Y 表示农林牧渔总产值;L 表示农林牧渔业从业人

7、员;A表示农作物总播种面积;E表示农业机械总动力;F表示化肥施用量(折纯量);N 为地区虚拟变量,表示地区间的自然地理条件差异等因素,按5四川统计年鉴 6排序,分别取 1到 21,即 N=1,2,21;T 为时间趋势变量,用来反映时间因素造成的生产技术的趋势性变化,取值同 t。影响农业生产技术效率的因素很多,主要包括自然资源条件、科技投入与技术创新(夏恩君、王培志等,1995)、农业生产或经营形式、农业技术进步与农技推广机制(王永龙,2004)、劳动者素质(张宁、陆文聪,2006)等。限于数据的可获得性,本文主要考察以下九个因素:劳均耕地面积(PA),即耕地面积/农林牧渔从业人员;劳均农机总动

8、力(PE),即农机总动力/农林牧渔从业人员;劳均化肥施用量(PF),即化肥施用量/农林牧渔从业人员;复种指数(M I R),即播种面积与耕地面积之比,反映农业自然生产条件;灌溉率(IRR),即有效灌溉面积占耕地面积的比重,反映农业生产的基础设施条件;支援农村生产支出占地方财政预算支出的比重(FUN),反映政府对农业生产的支持力度;人均 GDP(PGDP),反映区域经济发展水平;政策虚拟变量(P),表示各个时期政府对农业生产的干预,以/五年计划0 为政策变动标志,2000年取值为 0,2001-2005年(即/十五计划0)取值为 1,2006年为 2;时间趋势变量(T),用来反映技术效率的趋势性

9、变化,取值同前。技术效率损失函数设定如下:mit=D1PA+D2PE+D3PF+D4M IR+D5IRR+D6FUN+D7PGDP+D8P+D9T(4)鲍学东等:基于 SFA的四川农业生产技术效率分析112 数据来源与处理本文选取 2000)2006年四川省 21个市(州)的面板数据为研究对象,数据来自 1999)2007年的5四川统计年鉴 6。由于劳动力具有流动性和闲暇的特点,本文以每年年初(即上年年底)的农林牧渔从业人员数和该年年底从业人员数的平均值为当年的实际劳动投入量。为排除通货膨胀等因素的影响,农林牧渔业总产值和人均 GDP均采用 1990年可比价格计算。2 模型估计结果运用 Col

10、li编写的 Frontier 411对(3)、(4)两式进行极大似然估计,结果如表 1。表 1(3)式和(4)式的极大似然估计结果及其显著性随机前沿生产函数效率损失函数变量系数t统计量变量系数t统计量B04176013 1 5130*D0-013452-1 1 5749B1-215056-411424*DPA-015533-211274*B25164466 1 8610*DPE0 1 1795318061*B3-215394-415613*DPF-013227-6 1 2136*B4-013852-110591DM IC-010951-119320*B12-111718-318337*DIRR

11、-010212-0 1 3223B13014376214822*DFUN-018091-1 1 1351B14-013415-212345*DPGDP-014461-1615701*B23-019128-317695*DP-010695-2 1 6414*B240155443 1 9378*DT0 1 0108019279B34011686116612*B111106003 1 5494*B221103232 1 8799*Log likelihood function=22313342B330179135 1 4487*LR test of the one-side error=183125

12、95B44-011817-310569*BN01003320 16871*BT010740119437*R20100446 1 8231*C01962738 16719*注:*表示在 10%水平下显著,*表示在 5%水平下显著,*表示在1%水平下显著。LR 为极大似然统计量,符合混合卡方分布。从参数的 t检验情况看,29个估计参数中有 18个系数在1%水平下显著,有 3个在 5%水平下显著,还有 3个在 10%水平下显著。同时,C=019627,且在 1%显著水平通过了 t检验,说明在随机误差项中约有 96127%来自技术非有效的影响,只有 3173%来自于统计误差等外部影响。C值和极大似然值

13、(LR)都较大,各系数的显著性检验通过率也较高,说明设定的模型是可靠的。3 技术效率分析Frontier 411同时还计算出了全省 21个市(州)2000)2006年的农业生产技术效率(数据略)。从结果看,7年来全省各地农业生产的平均技术效率为 81176%,说明投入要素的使用效率还不高,实际产出与前沿产出边界还有一定的距离。从各地的平均技术 效率水平看,最高的是 成都市,达到了9815%;其次是攀枝花市,为 9716%;而广元市的效率水平为全省最低,只有 6118%。311 技术效率的影响因素分析从技术效率损失函数的系数符号看(见表 1),除了劳均农机动力和时间因素外,其余七个因素都对技术效

14、率有改进作用。从影响大小看,排在前三的是财政支农比重、劳均耕地面积和人均 GDP。地方财政对农业生产的支援,主要用于农村基本设施建设、农技推广等,有利于改善农村生产条件,促进农业生产技术的发挥。作为农业生产的基本资料,耕地面积对农业生产技术效率水平的提高有正效应。人均 GDP的系数为-014461,这在一定程度上表明区域经济的发展对农业生产具有较强的辐射和带动作用。同时,劳均化肥施用量、复种指数和有效灌溉率都对农业生产的技术效率有不同程度的促进作用。政策因素的系数很小但为负,表明政府对农政策的调整有利于农业技术效率的提高,/十五0期间,各地认真贯彻落实中央精神,出台了一系列促进农业生产发展的政

15、策措施,推动了农业生产水平的提高。劳均农机动力的系数为正,说明提高机械动力水平与提高农业技术效率之间有一定的权衡。时间变量的系数也为正,说明农业技术效率随时间有下降趋势。312 技术效率的时间差异分析从变动趋势看,各地区的农业技术效率在年际间和区域间都具有一定的差异,但年际间的差异较区域间的差异要小。其中,广元市年际间的差异最大,其 2000年的技术效率最高,为71111%,而 2006年的效率水平最低,仅为 56101%。从全省平均水平的变动趋势看(见表 2),技术效率水平在 2004年达到最高,2000)2004年有上升趋势,2004年之后却出现下降趋势。这一现象可能与我国对农产品生产的指

16、导思想变化有关。出于粮食安全,我国一直以来非常强调农业生产的产量,而现在随着人民生活质量的提高,消费者更注重农产品的安全与质量,因此政策取向就转向产量与质量并重。表 2 2000)2006年全省平均效率水平年 份2000200120022003200420052006平均值01830018040177801790018600184701814 在随机前沿生产函数和效率损失函数中都有时间变量 T,前者反映的是生产力水平与时间变化的关系,称之为技术进步,而后者反映的是技术效率的时间变化趋势。表 1的结果显示,四川农业生产存在技术进步,但技术效率随时间呈下降态势。造成这一现象的原因是多方面的,本文认

17、为主要有三个方面:一是农业技术推广效率低,四川的农业技术推广体系是较完善的,但对农民的技术培训不足,农民自身素质低,导致对新技术的应用出现偏差;二是技术创新活跃,大量新技术不断出现,致使生产者一旦选择一项技术后,由于资金等因素不可能在短期内迅速采用效率更高的新技术;三是四川多山地丘陵,机械作业受限,同时传统的精耕细作观念也在一定程度上阻碍了效率较高的新生产工具的推广应用。基于三方面因素的综合作用,出现了在同一时期多种不同水平的技术同时使用,而且每种水平的技术利用效率也不一样,最终导致宏观上的技术效率低下。313 技术效率的地区差异分析农业生产技术效率水平地区分布差异明显,效率分布的区域变异系数

18、(即标准差/平均值)平均为 011480,而且这种差异随时间有增大趋势,2000年为 011391,2006年增加到 011739,说明效率分布的不平衡逐渐恶化。为进一步分析四川农业生产技术效率的地区差异,将各地区按其 7年平均效率水平进行聚类,表 3给出了用 SPSS1310快速聚类的结果。第一类地区包括 10个市(州),除三州外,其余地区大都是四川的粮食主产区,自然地理条件优越,基础设施较完善,工业和区域经济发展水平高。这些地区 7年平均技术效率为92117%,远高于全省平均水平,表明这些地区已经较高效地利用了现有的技术;进一步地讲,这些地区的农业要获得新的发81鲍学东等:基于 SFA的四

19、川农业生产技术效率分析展,只有依靠技术创新或者经营方式的创新来获得更高的生产力水平,并在新的生产力水平下逐步提高技术效率。值得注意的是阿坝、甘孜、凉山三州的农业生产技术效率水平也排在全省前列。这三个州是少数民族地区,境内自然地理环境较恶劣,耕种条件差,导致农业生产的田间管理水平低,生产技术水平维持在一个较稳定的范围内,在这种情况下,只需合理增加要素的投入,就可以将现有的、较低的技术水平发挥出来。近年来,四川实施了/民族地区增粮增收科技示范工程 0,加大对民族地区种植业的扶持力度,促进了三州地区的农业发展。表 3 按农业技术效率的地区聚类结果第一类地区第二类地区第三类地区地区平均水平 排名地区平

20、均水平 排名地区平均水平 排名成都市0 1 98531广元市0 1 617821绵阳市01773414自贡市0 1 88929遂宁市0 1 629420内江市01726516攀枝花市 0 1 97632南充市0 1 710517乐山市01817211泸州市0 1 90736眉山市0 1 689718广安市01776213德阳市0 1 858510巴中市0 1 660719达州市01781412宜宾市0 1 88938雅安市01768615资阳市0 1 90527阿坝州0 1 92135甘孜州0 1 92644凉山州0 1 95863平 均0 1 9217平 均0 1 6616平 均017739

21、 第二类地区包括广元市等 5个地区,这些地区大多为深丘或山地,基础设施薄弱,农业生产条件较差,生态脆弱,平均技术效率为 66116%,是三类地区中最低的,而且远低于全省平均水平,表明这些地区还未有效地利用现有技术,其农业发展应该重点从内部挖掘潜力,避免外延式的增加投入,以提高现有技术的利用效率。第三类地区农业生产的平均技术效率略低于全省平均水平,说明这类地区对现有技术的利用还未达到高效,应该进一步发挥内部潜力,同时加强技术创新,合理增加投入。表 4 各类地区效率损失因素的平均值效率损失因素第一类地区第二类地区第三类地区PA(公顷)011681011624011563PE(千瓦)01909801

22、8124019060PF(吨)010683011113010905M I R(%)119444215863214955I RR(%)015520016779016122FUN(%)010315010347010332PGDP(万元)017541013990015501 表 4给出了各类地区效率损失因素的平均值。三类地区在劳均耕地面积上都差不多,但在劳均农机总动力和化肥施用量方面却差异较大。这说明以农机总动力和化肥施用量为代表的资本投入是效率水平地区分布差异的原因之一;而且第二类地区的劳均农机动力小于其他地区,劳均化肥施用量却远高于其他地区,说明第二类地区的农业生产更多地依赖流动资本的投入。从财

23、政支农比重看,第二类地区最高,反映出该类地区农业生产对财政支持的依赖程度较高。在人均 GDP上,第一类地区是第二类地区的 119倍,这说明区域经济的发展对农业生产具有较强的辐射和带动作用。对比分析三类地区发现:自然地理条件、资本投入和区域经济发展水平是造成效率水平区域差异的主要原因。314 投入要素的产出弹性分析表 5 投入要素的平均产出弹性地 区劳动弹性ELi播种面积弹性EA i机械动力弹性EEi化肥用量弹性EF i第一类地区-0127060170640107910 13745第二类地区-0190431137290100210 14372第三类地区-0169921110780108820 1

24、4410全省平均-0154390197980106330 14084 注:本表中劳动、播种面积、农机总动力和化肥施用量的产出弹性计算公式如下:ELi=B1+B11lnLi+B12lnAi+B13lnEi+B14lnFiEA i=B2+B22lnAi+B12lnLi+B23lnEi+B24ln FiEEi=B3+B33lnEi+B13ln Li+B23lnAi+B34lnFiEFi=B4+B44lnFi+B14ln Li+B24lnAi+B34lnEi其中,i=1,2,21,分别表示 21个地区,B 值为表 1中参数估计的结果,Li、Ai、Ei、Fi为各市(州)各投入量 7年的算术平均值。表 5

25、给出了各类地区投入要素的平均产出弹性。三类地区的劳动产出弹性都为负值,全省平均为-015439,一定程度上说明劳动投入超过了经济合理的标准。播种面积的产出弹性最大,但土地资源是有限的,不可能依靠扩大种植面积来增加农业产出,只能通过结构调整实现土地资源在不同生产用途之间的优化配置。农机总动力的平均产出弹性为 010633,说明机械动力的投入一定程度上促进了农业产出增加,但各类地区的农机弹性系数差异较大,其中第二类地区的系数接近于零,这说明农业机械在第二类地区的作业程度较为低下,其对农业增产的贡献还相当的低。化肥施用量的产出弹性在所有地区都为正值,全省平均产出弹性为 014084,表明目前农作物产

26、量的增加还依赖于化肥的大量投入,与目前倡导有机农业和发展循环农业是相背离的,也是四川农业进一步发展急需改进的地方。4 政策建议总体而言,四川省各地区的农业生产技术效率水平还不高,实际产出水平与前沿产出水平还有一定差距,各地区应积极创造条件,提高农业生产的技术效率水平,促进农业又好又快地发展。(1)进一步加强农技推广,尤其要注重农技推广与技术应用者之间的纽带,改变技术推广方式,因地制宜地推广合理高效的农业生产技术,加强对农民的技术培训,提高技术应用的效率。(2)目前技术效率较高的盆地和盆周丘陵地区应该注重农业技术创新,推广新型生产工具,推进农业信息化建设,发展循环经济和现代农业,还可以通过改变经

27、营方式,如专业合作组织等经营制度创新发展农业经济;继续加大对少数民族地区农业的扶持,完善基础设施建设,提高农业生产力水平。目前效率水平还较低的地区应避免盲目增加投入,进一步完善现有生产设施,加强对农民的技术指导,以促进现有技术的发挥。(3)进一步加快农村剩余劳动力转移,建立有利于当地农业生产、农民生活的良性劳务输出模式,引导富余农村劳动力外出务工,或者通过外联内引,发展当地二、三产业,吸纳农村劳动力就地务工或创业。同时,倡导有机农业,减少化肥施用量,发展绿色环保的循环农业。(下转第 90页)82李兰冰:我国区域科技创新效率评价)以省际数据为样本创新效率已经成为我国各区域所共同面对的难题。根据本

28、文相关研究结论,针对我国区域创新效率的提升问题,引申出如下政策启示:其一,区域创新效率提升的重点不在于追加投入资源,关键在于如何提升现有资源的合理配置与使用;其二,区域创新效率的提升必须以/集约化资源利用0 为核心,提高区域内创新主体对于投入资源的管理与运营能力,注重科技创新投入资源的合理使用,努力提高科研人员素质,合理配置科研经费与科研设备,避免投入拥挤与投入松弛现象;其三,充分发挥政府的协调、监督作用,营造有利于创新活动的区域环境,从人才供给、基础设施建设、资金供给等方面建立区域创新的支持体系,通过有效的政策体系和灵活的机制使政府、科研机构、企业以及其他相关部门机构之间形成良好的分工合作网

29、络,形成有效的区域创新体系,促进区域创新活动的产生与发展;其四,注重外资企业在本地区域的技术溢出效应,注重引进技术含量较高的高新技术产业,促进区域内科技创新活动的产生;其五,健全技术转移市场,完善科技创新成果的转化与转让体制,促使产学研更加紧密地结合,提高科技成果的转化效率,激发区域内创新主体的创新动力。此外,从创新效率的区域差异分析可知,中西部地区与东部具有明显差距,这种差距的存在很可能加剧东、中、西三大地区之间的经济发展差距,因此对于中西部地区而言,加速提升区域创新差距可能是缩小与东部地区之间发展差异的有效途径之一。注:/全国0 是指全国各省市的平均水平;/东部0 是指东部各省市的平均水平

30、;/中部0 是指中部各省市的平均水平;/西部0 是指西部各省市的平均水平。参考文献:1 张艳,吴中,席俊杰.区域创新系统的内部机制研究 J.工业工程,2006,Vo.l 9(3):9-14.2 COELLIT J.A guide to DEA P version 2.1:a data envelopment a-nalysis(computer)program D.CEPA W orking Paper 96/08,Center For Efficiency And Productiv ity Analysis,1996.3 CHARNES A,W W COOPER,E RHODES.M ea

31、suring the efficien-cy of decision making units J.European Journal O f OperationalResearch,1978(2):429-444.4 BANKER R D,A CHARNES,W W COOPER.Somemodels for est-imating technical and scale inefficiencies in data envelop ment analysis J.M anagement Science,1984(30):1078-1092.5 李兰冰,刘秉镰.我国对外开放机场的动态生产效率评

32、价 J.中国工业经济,2007(10):29-36.6JAMES TOBI N.Esti mation of relationships for li mited dependent var-iables J.Econometrica,1958,Vo.l26(1):24-36.7 中华人民共和国国家统计局.中国科技统计年度数据(2006)EB.http:/ 夏)(上接第 82页)参考文献:1 战明华,吴其苗,俞来友.浙江省绍兴县种粮大户投入产出结构和技术效率分析 J.农业技术经济,1999(5):57-59.2 孟令杰.中国农业产出技术效率动态研究 J.农业技术经济,2000(5):1-4.3

33、 乔世君.中国粮食生产技术效率的实证研究)随机前沿面生产函数的应用 J.数理统计与管理,2004,23(3):11-16,64.4 亢霞,刘秀梅.我国粮食生产的技术效率分析)基于随机前沿分析方法 J.中国农村观察,2005(4):25-32.5 徐琼.浙江省农业地区技术效率差异实证分析 J.华东经济管理,2005,19(5):14-16.6 夏恩君,王培志.农业技术进步贡献份额与技术效率的测算分析 J.农业系统科学与综合研究,1995,11(3):173-176.7 王永龙.我国农业技术效率及其对策分析 J.福建师范大学学报(哲学社会科学版),2004(6):46-50.8 张宁,陆文聪.中国农村劳动力素质对农业效率影响的实证分析 J.农业技术经济,2006(2):74-80.作者简介:鲍学东(1982-),男,四川乐山人,四川农业大学经济管理学院硕士研究生,研究方向为数量经济;郑循刚(1966-),男,四川雅安人,四川农业大学经济管理学院副教授,硕士生导师,研究方向为技术经济、数量经济。(本文责编:陈 夏)90