糧食主產(chǎn)省糧食生產(chǎn)投入要素效率ＤＥＡ分析

摘要：中部地區(qū)對(duì)于中國(guó)糧食安全做出了積極貢獻(xiàn)。作為中部六省之一，湖北省在糧食安全上也做出了積極貢獻(xiàn)。運(yùn)用DEA方法分析1990-2004年湖北省糧食生產(chǎn)投入要素，揭示湖北省在糧食生產(chǎn)投入要素方面的運(yùn)行效率，發(fā)現(xiàn)湖北省糧食生產(chǎn)存在投入過多，要素投入有松弛量，尤其是2004年化肥施用量和農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力的投入；同時(shí)發(fā)現(xiàn)，湖北省糧食生產(chǎn)存在規(guī)模過小的制約，需要適當(dāng)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，發(fā)揮糧食生產(chǎn)的規(guī)模效益，以提高糧食綜合生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：糧食安全；DEA；生產(chǎn)投入要素；效率；湖北省

中圖分類號(hào)：F307.11文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009－9107（2007）04－0056－05

一、問題的提出

中國(guó)的糧食安全面對(duì)當(dāng)前人地矛盾，耕地的不斷減少，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中的“壓糧擴(kuò)經(jīng)”，使得糧食安全存在很不確定的因素。中部六省對(duì)我國(guó)糧食安全做出了積極貢獻(xiàn)。2004年，中部六省糧食總量1.48億噸，占全國(guó)的32.6%，全國(guó)糧食增產(chǎn)的56%來自中部。作為中部六省之一，湖北省2004年糧食總產(chǎn)量占中部六省的14.52%，占全國(guó)的4.73%。提高糧食投入要素生產(chǎn)效率，既有利于保障國(guó)家糧食安全，提高中部地糧食生產(chǎn)要素的投入產(chǎn)出率，也有利于高效利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源的集約利用，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

二、基本模型

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（data envelopment analysis，DEA）是使用數(shù)學(xué)規(guī)劃模型評(píng)價(jià)具有多元投入和產(chǎn)出的部門或單位（稱為決策單元，簡(jiǎn)記為DMU）間的相對(duì)有效性（稱為DEA有效）的無參數(shù)計(jì)算方法。根據(jù)對(duì)各DMU觀察的數(shù)據(jù)判斷DMU是否為DEA有效，本質(zhì)上是判斷DMU是否位于生產(chǎn)可能集的前沿面上。DEA方法具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：（1）DEA方法與傳統(tǒng)參數(shù)前沿估計(jì)方法的比較，傳統(tǒng)的參數(shù)方法得到的生產(chǎn)函數(shù)只能反映輸入輸出間的一種“平均趨勢(shì)”關(guān)系，這與生產(chǎn)函數(shù)本身的含義并不完全一致；而DEA方法用“最接近”所有樣本點(diǎn)的外包絡(luò)面即生產(chǎn)空間中的前沿面作為生產(chǎn)函數(shù)的圖形，這顯然比傳統(tǒng)的參數(shù)方法更接近生產(chǎn)函數(shù)原來的含義，因而結(jié)果更為可靠。（2）不需要構(gòu)造生產(chǎn)函數(shù)，無需將不同物理量綱的指標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，也無需確定各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重。（3）該方法不僅可以判斷決策單元（DMU）的有效性，即其是否位于有效生產(chǎn)前沿面上，同時(shí)又可獲得規(guī)模效益等信息。［1］

DEA分析中最主要兩個(gè)模型為C2R和C2GS2模型。前者假設(shè)決策單元處于最優(yōu)生產(chǎn)規(guī)模下，后者將模型中的固定規(guī)模（CRS）假設(shè)解除，衡量決策單元在可變規(guī)模下的效率。面對(duì)當(dāng)前我國(guó)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)移農(nóng)村勞動(dòng)力、促進(jìn)土地集中等形勢(shì)，有利于擴(kuò)大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)出效率，緩解“三農(nóng)”問題的矛盾。所以，固定規(guī)模效益模型即C2R模型不適宜，規(guī)模效益可變模型即C2GS2模型較符合實(shí)際。效率的高低可分別在投入導(dǎo)向和產(chǎn)出導(dǎo)向兩種情況下衡量，投入導(dǎo)向是指在不改變產(chǎn)出數(shù)量前提下，如何減少投入比例；產(chǎn)出導(dǎo)向是指在不改變投入比例的前提下，如何增加產(chǎn)出。在決策單元可自由調(diào)整生產(chǎn)要素投入比例，則可以選擇投入導(dǎo)向進(jìn)行分析，根據(jù)糧食生產(chǎn)的效率分析特征，選擇投入導(dǎo)向性下的C2GS2模型對(duì)其效率進(jìn)行評(píng)估分析。

（一）基本原理

三、實(shí)證分析

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，我們要求投入越小越少越好，而產(chǎn)出則越多越大越好，因此運(yùn)用DEA分析的投入項(xiàng)有：（1）化肥施用量，采用化肥折純量計(jì)算。（2）農(nóng)村用電量，以反應(yīng)農(nóng)村電能的消耗。（3）農(nóng)作物播種面積（農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開耕地，而耕地資源的稀缺性要求對(duì)耕地的高效綜合利用）。（4）農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力。（5）有效灌溉面積。產(chǎn)出項(xiàng)為糧食總產(chǎn)量。

（一）要素配置情況

從要素配置表可以看出（見表1），湖北省糧食生產(chǎn)物質(zhì)要素投入1990，1997-1999年4年中，技術(shù)效率和規(guī)模效率均為1，可知這4年處于最佳效率和最佳規(guī)模狀態(tài)下，表明在該階段內(nèi)，湖北省糧食生產(chǎn)的物質(zhì)要素投入配置效率最優(yōu)，促進(jìn)了糧食的高效生產(chǎn)。

1992、1995、1996、2000年這4年糧食生產(chǎn)的物質(zhì)要素投入的配置狀況屬于邊緣非效率集合，但在短期內(nèi)對(duì)投入產(chǎn)出量稍作調(diào)整，減少投入量，便可很容易達(dá)到最有效率和規(guī)模。因此，這4年的糧食生產(chǎn)物質(zhì)投入要素配置狀態(tài)為次優(yōu)。

對(duì)于1991，1993，1994，2001-2004年這7年，由于其技術(shù)效率高（δ*=1）而規(guī)模效率（S*）較小，處于規(guī)模報(bào)酬遞增狀態(tài)（IRS）。所以這七年的糧食生產(chǎn)要素配置狀態(tài)為規(guī)模過小，需要擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

表1要素配置效率

（二）生產(chǎn)效率差異性測(cè)量

投入沒有充分利用而導(dǎo)致低效率，即產(chǎn)生了松弛，需要減少松弛量。例如。在一個(gè)固定比例技術(shù)狀態(tài)下，假設(shè)最佳實(shí)踐要求10單位勞動(dòng)力和10單位土地上生產(chǎn)10單位產(chǎn)出。如果相同的10單位勞動(dòng)力和10單位土地僅僅生產(chǎn)8單位產(chǎn)出，這個(gè)技術(shù)是無效率的。如果11單位勞動(dòng)力和10單位土地生產(chǎn)10單位產(chǎn)出，有一單位勞動(dòng)力投入的松弛。完全有效率要求既沒有無效率又沒有投入要素的松弛。

從表2的投入產(chǎn)出調(diào)整可以看出，需要減少投入的主要是化肥用量、農(nóng)村用電量、農(nóng)作物播種面積和農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力。農(nóng)業(yè)有效灌溉面積的投入一直保持在最佳狀態(tài)，表明湖北省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)于農(nóng)業(yè)水利的建設(shè)是十分有效的，農(nóng)業(yè)水資源的利用效率較優(yōu)。而化肥，農(nóng)業(yè)用電量的投入需要減少，過多的投入產(chǎn)生了投入要素松弛。2004年化肥用量、農(nóng)村用電量的投入要素松弛值為41.850萬噸和10.636億千瓦時(shí)，高于其他任何一年的投入要素松弛值。農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力的投入也存在同樣的情況。從表3可以看出，2004年投入要素松弛值占1990-2004年投入要素松弛總值的比重中化肥用量高達(dá)50.805%，農(nóng)村用電量高達(dá)40.947%，而農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力高達(dá)97.869%。說明該年糧食產(chǎn)出的增加是以高要素投入為代價(jià)的。因此需要縮減化肥用量、農(nóng)村用電量和農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力。

表2非有效單元的投入產(chǎn)出調(diào)整

五、基本結(jié)論

通過對(duì)湖北省1990-2004年糧食生產(chǎn)投入要素的DEA分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前湖北省糧食生產(chǎn)中，投入要素的技術(shù)效率多為有效，15年中只有4年的技術(shù)效率（δ*）不為1，其他11年技術(shù)效率均為1，但規(guī)模效率卻相反，15年中只有4年規(guī)模效率（S*）為1，11年中小于1。自2000年之后，技術(shù)效率（δ*）為1而規(guī)模效率值逐年下降，2004年規(guī)模效率（S*）為0.891，表明湖北省糧食生產(chǎn)規(guī)模過小，規(guī)模報(bào)酬處于遞增狀態(tài)，需通過適度擴(kuò)大規(guī)模提高糧食產(chǎn)出效率。另外，2004年投入要素過多，需要適當(dāng)減少投入量，尤其是化肥施用量和農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力。

（一）適當(dāng)增加農(nóng)作物種植面積，擴(kuò)大土地生產(chǎn)規(guī)模，促進(jìn)糧食生產(chǎn)的規(guī)模效應(yīng)

建立合理的土地流轉(zhuǎn)機(jī)制，積極培育土地經(jīng)營(yíng)權(quán)流轉(zhuǎn)市場(chǎng)。完善農(nóng)民社會(huì)保障體系，對(duì)自愿放棄土地的農(nóng)民建立合理的補(bǔ)償機(jī)制。促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)，積極培育龍頭企業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大戶，實(shí)現(xiàn)“公司+企業(yè)+農(nóng)業(yè)”的一體化生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)組織結(jié)構(gòu)，以提高糧食生產(chǎn)的規(guī)模，發(fā)揮規(guī)模效益。

（二）控制化肥施用量，合理安排化肥品種結(jié)構(gòu)

湖北省化肥施用量自1990年到1998年逐年增加，經(jīng)歷了1999、2000、2001三年逐年減少之后，隨即又呈增加趨勢(shì)。化肥的使用量對(duì)于糧食產(chǎn)量增加無疑起到了十分顯著的作用。但過度使用化肥會(huì)削弱莊稼生產(chǎn)能力。氮肥過多使用可減弱莊稼抗病蟲能力而增加消滅病蟲害的農(nóng)藥用量，直接威脅了食品的安全性，導(dǎo)致和加劇環(huán)境污染。過多施用化肥，易形成農(nóng)業(yè)面源污染、造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，導(dǎo)致藻類滋生，繼而破壞水環(huán)境，甚至使得地下水硝酸鹽含量增加。同時(shí)也浪費(fèi)大量緊缺資源。2004年，我國(guó)化肥生產(chǎn)消耗了大約1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，超過國(guó)家能源消耗比重的5％。［3］此外，化肥生產(chǎn)每年消耗的緊缺資源高品位磷礦石超過了1億噸，以及我國(guó) 72％的硫資源。因此，要合理施用化肥，調(diào)整化肥品種結(jié)構(gòu)，調(diào)整重氮、輕磷、少鉀的現(xiàn)象，加大復(fù)合肥普及率，逐步完善測(cè)土配方施肥。

（三）合理投入農(nóng)業(yè)機(jī)械，確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高效率

按照投入產(chǎn)出比最大化原則，實(shí)現(xiàn)最小投入最大產(chǎn)出。農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力的投入，不僅是數(shù)量上的增加，更應(yīng)重視新技術(shù)、新機(jī)具的運(yùn)用。合理安排農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力的投入，優(yōu)化機(jī)械耕整、播栽、收獲比例，以高效利用湖北農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)：

［1］黃映暉，戎承法，張正河.DEA方法在小麥生產(chǎn)效率衡量中的應(yīng)用［J］.農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2004（5）：16-22.

［2］魏權(quán)齡.評(píng)價(jià)相對(duì)有效性的DEA方法［M］.北京:中國(guó)人民大學(xué)出版社，1988.

［3］過量施用化肥的危害［EB/OL］.［20060321］.http://www.lstny.gov.cn/syjs/syjs_show.asp?id=344.

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文”