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      我國農業(yè)科技進步貢獻率測算方法綜述

      2015-04-16 00:27:58白賀蘭張正英李國峰
      甘肅農業(yè)科技 2015年8期
      關鍵詞:科技進步測算貢獻率

      白賀蘭,張正英,李國峰,劉 風

      (1.甘肅省農業(yè)科學院農業(yè)經濟與信息研究所,甘肅 蘭州 730070;2.甘肅省農業(yè)科學院,甘肅 蘭州 730070)

      農業(yè)科技進步有狹義與廣義之分,狹義的農業(yè)科技進步指硬技術的進步,即農業(yè)科學的科技進步;廣義的農業(yè)科技進步除了包括狹義的農業(yè)科技進步外,還包括農業(yè)管理水平、決策水平與智力水平等軟技術的進步。通常所說的農業(yè)科技進步是指對農業(yè)科技進步較為全面的理解與把握[1],即廣義的農業(yè)科技進步。農業(yè)科技進步是解決“三農”問題的必然選擇,對提高農業(yè)現(xiàn)代化水平,推動農業(yè)增長方式轉變及確保國家糧食安全等起著至關重要的作用[2]。測算農業(yè)科技進步貢獻率,有助于人們從整體上把握農業(yè)科技進步水平和科技進步潛力,對決策有重要參考價值。農業(yè)科技進步貢獻率的測算工作是一項重要的基礎性工作。當前,國家明確將技術進步貢獻率指標列入《國家中長期科學與技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020)》中,并提出了具體的發(fā)展目標[3]。研究農業(yè)科技進步貢獻率的測算具有重要的理論和現(xiàn)實意義。在當今經濟一體化、全球化的浪潮中,科技進步的作用更加顯著。正是在這樣的背景下,社會各界對農業(yè)科技進步的貢獻作用給予了極大關注[4-6]。

      1 測算農業(yè)科技進步貢獻率的主要方法

      關于測算科技進步貢獻率的方法,國內外相關文獻中討論了很多,國內應用的主要有C-D生產函數(shù)法、增長速度方程法(Solow余值法)、全要素生產率指數(shù)法(TFP)、固定替代彈性生產函數(shù)(CES)、邊界生產函數(shù)法、數(shù)據(jù)包絡分析法(DEA)和指標法等。

      1.1 C-D生產函數(shù)法

      C-D生產函數(shù)是美國數(shù)學家C.W.Cobb和經濟學家P.H.Douglas于20世紀20年代末提出的[7]。該方法假定農業(yè)生產因素土地、活勞動、物化勞動和技術進步之間是獨立作用,農業(yè)總生產函數(shù)可用如下方程表示:Y=AeδX1β1X2β2X3β3,式中,Y一般表示產值增長率,A是待定的常數(shù),稱為轉換系數(shù),β1、β2、β3分別是土地 X1、勞動力X2、物質費用X3的產出系數(shù)(或稱生產彈性)。eδ是反映技術進步對t年度農業(yè)產出量的影響系數(shù),其中,δ表示在一定時期內農業(yè)技術進步的年平均變動率,稱為農業(yè)技術年平均進步率。δ與Y的增長率的百分比就是農業(yè)技術進步貢獻率,表示在農業(yè)的增長當中有多少是由技術進步的作用帶來的[8]。許多學者基于此法展開了一系列研究,取得了較好的效果。ANDZIO-BIKA Herve Lezin W.采用C-D生產函數(shù)法分析了1989—2002年影響中國農業(yè)產值增長的一些生產要素,結果顯示,勞動力、資本、土地生產要素的投入對農業(yè)產值增加有積極的影響效果,科技進步要素起了很重要的作用[9]。連坡運用C-D生產函數(shù)法和增長速度方程法,建立了“九五”陜西林業(yè)科技進步對經濟增長作用的數(shù)學模型,對模型進行了求解和檢驗,得出陜西林業(yè)科技進步貢獻份額37.7%的結論[10]。魏邦龍應用C-D生產函數(shù)法測算甘肅省農業(yè)科技進步貢獻率,計算出1988—1997年甘肅省農業(yè)科技進步貢獻率為45.89%[11]。王桂榮采用C-D生產函數(shù)對河北省1991—2000年的農業(yè)科技進步貢獻率進行了測算分析,表明河北省“八五”期間農業(yè)科技進步貢獻率為21.8%,“九五”期間農業(yè)科技進步貢獻率為46.43%,農業(yè)生產方式開始從粗放型向集約型的轉變[12]。呂勇斌按照湖北省不同地區(qū)的經濟發(fā)展水平,將其劃分為較發(fā)達地區(qū)、次發(fā)達地區(qū)和欠發(fā)達地區(qū)3塊經濟區(qū)域,采用C-D生產函數(shù)模型,結合湖北省1995—1999年的農業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù),測定了不同地區(qū)農業(yè)科技進步的作用[13]。朱希剛應用C-D生產函數(shù)法測算我國“九五”時期農業(yè)科技進步貢獻率為45%[14]。

      1.2 增長速度方程法(Solow余值法)

      隨著科學技術促進生產力的迅速發(fā)展,人們在應用C-D生產函數(shù)時感到僅將資本和勞動作為主要的要素投入量是有局限的,還應該在生產函數(shù)的應用中考慮到技術進步的因素。1957年,美國經濟學家R.M.Solow首創(chuàng)了綜合要素生產論概念[7],提出了增長速度方程法,即Solow余值法。該方法是從C-D生產函數(shù)通過微分計算得到,其基本公式為 δ=y'-αk'-βl',α+β=1,式中,y',k'和l'分別是農業(yè)產出量、資本投入量和勞動投入量的年增長率,α、β分別是資本投入量和勞動投入量的產出系數(shù)(或稱生產彈性),δ為農業(yè)技術年平均進步率。該方法把資本與勞動數(shù)量增長以外的所有因素全部歸入“技術進步”之中。技術進步對農業(yè)產出增長的貢獻用TP表示,TP=δ/y'×100%[15]。這種測度方法也是農業(yè)科技進步測度的主流方法[16]。萬忠、吳美良等采用增長速度方程法測算出東莞市1991—1999年農業(yè)科技進步貢獻率為55%,比1980—1990年的45%提高了10%;然后又運用層次分析法對1991—1999年期間農業(yè)科技進步貢獻率進行了二次分離,測算各因素對科技進步的貢獻率[17]。

      1.3 全要素生產率指數(shù)法(TFP)

      全要素生產率是指一個生產單位(國家、地區(qū)、企業(yè))在一定時間內生產的總產出和總投入之比,即通過投入產出的比例關系來考察技術進步的程度和性質[18]。它常用作衡量一個地區(qū)經濟運行的綜合性指標[19]。美國經濟學家德里克1961年最早提出綜全要素生產率的指標,認為勞動和資本在數(shù)量上的增加所導致國民收入的增長是一種外延型的增長,而勞動和資本使用效率的提高所導致國民收入的增長才體現(xiàn)了生產率的提高。因為任何部門生產率的提高,都是勞動效率和資本運用效率兩者結合的結果[20]。該方法由Solow(1957年)和Denison(1967年)提出測算公式。將生產要素份額作為權數(shù)來將單個投入數(shù)列匯編到一個總投入數(shù)列中去,然后用總產出數(shù)列除以總投入數(shù)列,得到總要素生產指數(shù)。由于一個部門生產效率的提高,是投入生產要素效率之間結合的結果,因此,勞動、資本和土地等生產要素使用效率的提高所導致農業(yè)經濟增長體現(xiàn)了農業(yè)生產率的提高。綜合要素生產率指數(shù)方法又分為3種,即幾何指數(shù)法、算術指數(shù)法和超越對數(shù)指數(shù)法。

      1.3.1 幾何指數(shù)法 幾何指數(shù)法的基本思路是:在計算出各年的綜合要素生產率后,將基期年份的綜合生產率定為100,然后求出各年的生產率指數(shù),其指數(shù)的變化即為技術進步率?;竟綖镻=Y/(KαLβ),則技術進步貢獻率為TP=P/Y'×100%。

      1.3.3 超越對數(shù)指數(shù)法(Translog) 基本公式為ln(TFPi)=ln(Yt/Y0)-∑1/2(Sit+Si0)ln(Xit+Xi0),式中,Sit和Si0分別表示t年和基期年份投入要素費用占總產值份額或投入要素的生產彈性[14]。1991年樊勝根采用超越對數(shù)方法測算了中國農業(yè)技術進步貢獻率[21]。Yunhua Liu等人應用該方法重點測算了20世紀90年代土地承包30 a不變的政策效果等[22]。這一方法考慮了投入要素改進中所隱含的技術進步因素,同時認為投入要素彈性是一個可變的參數(shù),因此,所計算得出的技術進步貢獻率是逐年的。超越對數(shù)函數(shù)與其它函數(shù)最大的不同是構造了時間、地區(qū)與投入品的交叉項。

      吳方衛(wèi)等認為TFP的增長是科技進步、技術效率和規(guī)模效率提高的綜合體,即TFP=TCH×TE×SE[23]。因此TFP不僅能測算科技進步的貢獻率,而且還可以計算出各因素的貢獻大小,對提出恰當?shù)母倪M措施有很大幫助。應用此方法,石榮麗、黃鵬測算出云南省農業(yè)技術進步貢獻率為46%[20];趙洪斌計算出1979—2000年各年的中國農業(yè)技術進步貢獻率[24];周方將科技進步劃分為智能進步、科技進步和規(guī)模經濟,從而計算出科技進步對經濟增長的貢獻率[25]。

      1.3.4 Malmquist指數(shù)法 Malmquist指數(shù)法是1990年提出的[26]。由于其較寬松的理論假設前提,同時克服了生產率增長測量的經濟計量方法和傳統(tǒng)綜合指數(shù)的某些缺陷,在國際上得到廣泛的應用[18]。該方法以數(shù)據(jù)包絡分析(DEA)為計量基礎,從而避免了具體生產函數(shù)模式選擇及參數(shù)估計所產生的誤差。其實Malmquist指數(shù)法也是TFP的一種,因為它是一種計算TFP的方法。陳衛(wèi)平運用該方法測算了1990—2003年我國各省、自治區(qū)、直轄市的農業(yè)TFP增長及其構成,并得出農業(yè)生產率的增長主要由技術進步導致的,而不是來自效率的改善[27]。江激宇、李靜、孟令杰同樣利用該方法分析了1978—2002年中國農業(yè)增長效率和全要素生產率變化規(guī)律,并把TFP增長構成分解為技術進步和生產效率變化兩個部分[28],得出的結果與陳衛(wèi)平的相似。

      1.4 固定替代彈性生產函數(shù)法(CES)

      CES生產函數(shù)模型是阿羅1961年提出的,他認為勞動和資本之間具有常數(shù)替代彈性的生產函數(shù),可運用CES生產函數(shù)測算科技進步水平。當規(guī)模報酬不變時,CES生產函數(shù)的形式為 Y=At[δK-ρ+(1+δ)L-ρ]-1/ρ;其中 At為技術水平因子,δ為分配系數(shù),ρ為替代系數(shù)。如將At表示成指數(shù)形式,則At=A0ert,其中r為科技進步速度,t為時間,則A0,δ,ρ,r為待估參數(shù),若能通過適當?shù)姆椒ü烙嫵鰜?,就可以計算出科技進步貢獻率[29]。

      1.5 邊界生產函數(shù)法

      邊界生產函數(shù)是由Aignes和Chu兩位學者在1968年系統(tǒng)地提出的,經過幾十年的改進,目前邊界生產函數(shù)分為確定性邊界生產函數(shù)和隨機邊界生產函數(shù)。確定性農業(yè)邊界生產函數(shù)把影響農業(yè)產出的不可控因素(如氣候、政策變動、資料統(tǒng)計誤差、方差測定誤差等)和可控因素不加區(qū)分,全部歸入一個單側的誤差項中,作為對非效益性的反映。隨機邊界生產函數(shù)把誤差分為兩部分,含觀測誤差等不可控因素沖擊的噪聲誤差和標明與隨機邊界差別的真正體現(xiàn)生產非效益的單側誤差[14]。邊界生產函數(shù)的估計有多種。確定性參數(shù)邊界生產函數(shù)一般用線性規(guī)劃和二次規(guī)劃法進行估計,確定性統(tǒng)計邊界生產函數(shù)用修正最小二乘法估計,隨機邊界生產函數(shù)則用極大信息似然法估計。早期應用邊界生產函數(shù)測算農業(yè)技術進步貢獻的學者主要有南京農業(yè)大學顧煥章、王培志等人[30]。顧煥章根據(jù)農業(yè)邊界生產函數(shù)測算了我國“七五”期間農業(yè)科技進步對農業(yè)經濟增長的貢獻率大約在32%~33%[31]。

      1.6 數(shù)據(jù)包絡分析法(DEA)

      1978年 A.Charnes,W.W.Cooper和 E.Rhodes給出了評價決策單元相對有效性的數(shù)據(jù)包絡分析方法。DEA方法可以通過測算有效生產前沿面來估計前沿生產函數(shù),克服了以往回歸法估計生產函數(shù)的平均性,體現(xiàn)了生產函數(shù)的最優(yōu)本質,是一種研究生產函數(shù)的有效工具。DEA方法一經提出,就被用于技術進步評估[14]。

      如Mao Weining和Won W.Koo采用DEA方法,對我國29個省的農業(yè)生產增長情況從技術進步、效率進步等方面進行了分析。研究結果顯示,自1984年來,技術進步是中國農業(yè)增長中最重要的因素,許多農業(yè)生產效率低的省份顯示出我國通過提高技術效率,農業(yè)將會有很大的發(fā)展?jié)摿Γ?2]。於一鳴提出了一種可以測算一段時期內廣義技術進步、生產技術進步率和效率進步率的DEA方法[33]。許水龍將廣義技術進步分解為生產技術進步和效率進步,揭示了三者之間的關系,并給出各個決策單元各年技術進步速度,以及技術進步速度對經濟增長貢獻的測算方法[34]。羅利、胡秀強采用改進的DEA方法對我國西部地區(qū)科技進步進行了評價,得出了各地區(qū)在1997—1999年的生產技術進步率、效率進步率、科技進步率和生產技術進步對經濟增長的貢獻、效率進步對經濟增長的貢獻、科技進步對經濟增長的貢獻,并與全國其他地區(qū)進行比較,通過分析以找出其中的優(yōu)勢和差距及存在的問題[35]。

      1.7 指標法

      指標法分為單項指標法和綜合指標體系評價法。單項指標比較法是通過用某一項單項農業(yè)科技進步指標與其他區(qū)域進行縱橫向比較,從而對區(qū)域農業(yè)科技進步狀況做出評價。綜合指標體系評價法是用一系列數(shù)量指標把農業(yè)科技進步的各種表現(xiàn)形式進行量化,然后用一定的方法對這些指標進行綜合打分,用綜合得分來衡量區(qū)域農業(yè)科技進步水平的高低[15]。

      1.8 其它測算方法

      隨著經濟增長理論研究不斷深入,各種形式的測定方法層出不窮,運用于各個行業(yè)、各個領域的經濟分析。如可變替代彈性生產函數(shù)模型(VES)、丹尼森因素分析法、BP神經網(wǎng)絡模型、層次分析法、HMB方法等[36]。

      1.9 我國規(guī)定的測量方法

      為了規(guī)范、統(tǒng)一農業(yè)科技進步貢獻率的測算方法,農業(yè)部于1997年初下發(fā)了《關于規(guī)范農業(yè)科技進步貢獻率測算方法的通知》,將朱希剛提出的可調彈性增長速度方程測算法作為我國農業(yè)科技進步貢獻率計算中統(tǒng)一使用的方法,在全國推廣應用。計算公式為:農業(yè)科技進步率=農業(yè)總產值增長率-物質費用產出彈性×物質費用增長率-勞動力產出彈性×勞動力增長-耕地產出彈性×耕地增長率。農業(yè)技術進步貢獻率=(農業(yè)技術進步率/農業(yè)總產值增長率)×100%[17]。

      2 測算方法的比較與評價

      C-D生產函數(shù)法和Solow余值法因為形式簡單,計算方便,應用最為廣泛。Solow余值法與C-D生產函數(shù)相比,開拓性地研究了技術進步與經濟增長的關系,但Solow余值法假定在完全競爭市場、規(guī)模報酬不變和??怂怪行约夹g進步的條件下,這些條件過于嚴格和理想化,現(xiàn)實情況很難滿足,同時Solow余值法也無法考察要素之間的相互作用。為此,不少學者對C-D生產函數(shù)進行了改進,通過演繹推理提出了CES生產函數(shù),突破了C-D生產函數(shù)要素間替代彈性恒為1的局限。而Translog生產函數(shù)又是對CES生產函數(shù)的改進,其替代彈性是可變的,不再是一個固定的常數(shù),展開式中出現(xiàn)了要素交叉項,有利于對要素間相互作用進行研究。它對物質投入都做了進一步分解,包括化肥、機械、灌溉,還有的包括塑料農膜、農藥,技術進步要素涵蓋教育程度、制度、自然災害、復種指數(shù)等。這一方法對農業(yè)技術進步的研究進一步細化,尤其是用時間變量與投入品的交叉項表示投入要素的技術含量,并把農業(yè)技術進步與科研投資、農業(yè)制度改革的作用聯(lián)系起來考慮。通過控制Translog生產函數(shù)中的一些變量還可以得到C-D生產函數(shù)、CES生產函數(shù)等,說明Translog生產函數(shù)具有廣泛適用性。但是這一模型的參數(shù)太多,參數(shù)的估算十分復雜。Malmquist指數(shù)法在國外也比較流行,國內在這方面的研究比較欠缺。主要有兩個方面的原因:一是這種方法比較復雜,需要具備較高的數(shù)學基礎,從其構造到其運算都比較繁瑣。江激宇等在利用該方法時解求了2 190個線形規(guī)劃問題,并且還只是構造了6個變量,但現(xiàn)實社會又何止6個變量[28],所以該方法的復雜性阻礙了一些學者的研究;二是該方法本身有缺陷,利用該方法需要建立隨機前沿生產函數(shù),而隨機前沿生產函數(shù)僅適合處理單產出的條件下的效率問題,處理多投入多產出的情況則比較困難。在我國,由于歷史原因使得某些投入產出資料難以獲得,尤其是生產資料和產品的價格數(shù)據(jù)沒有或失真的情況更為嚴重,這也是大多數(shù)人研究中國生產率問題時較多使用以經濟計量方法為基礎的索洛余值法而避免使用TFP的一個重要原因。邊界生產函數(shù)模型既能測算長時期的技術進步效率,又能測算短期的技術效率,還能把技術進步對農業(yè)產出的貢獻份額分為偏向技術進步作用和中性技術進步,從而可以分析影響技術進步各因素的性質與其作用大小。但該方法樣本量要求大,估測過程比較復雜。后來,邊界生產函數(shù)更多的被用來測算技術效率。

      朱希剛提出的可調彈性增長速度方程法計算簡潔明了,涵義清晰,有效解決了我國農業(yè)技術進步貢獻率測算方法雜亂無章的問題。但可調彈性增長速度方程法的不足之處,一方面在于計算出的技術進步貢獻除了包含真正的技術進步貢獻外,還將不能用勞動、資本和土地要素增長解釋的諸如規(guī)模經濟、資源配置、教育水平等因素也囊括在內;另一方面,該方法適合于測算一個階段的農業(yè)技術進步貢獻率,難以體現(xiàn)一個指標在年際間的變化。

      總之,目前有關科技進步的測算還缺乏一套統(tǒng)一規(guī)范的指標和方法,各種方法都有其本身的優(yōu)點和局限性,關于農業(yè)技術進步貢獻率測算的理論與方法還在不斷的發(fā)展與完善之中??傮w上看,這些方法在研究內容上不斷細化。如在Translog指數(shù)法中,除了物質投入上細化為化肥、機械、灌溉等投入要素外,還進一步細化到科研投資和政策變量,并分別測算出它們的貢獻份額。另外,在模型設定時更多地考慮實際問題,如邊界生產函數(shù)中用時間與投入品的一次交叉項表示偏要素技術進步,而不是單純用時間變量籠統(tǒng)的測算中性技術進步。

      3 小結

      綜上所述,Translog指數(shù)法能夠區(qū)分要素數(shù)量和質量分別對產出的貢獻,因此研究更為細化,可在今后的農業(yè)技術進步貢獻率測算中加以推廣應用,但要提高參數(shù)估計方法的研究速度。所有方法都是移植于非農產業(yè)科技進步的測算模型,如C-D函數(shù)模型,Solow的余值法等。農業(yè)自身的特殊性和復雜性,不僅給解釋變量的設置帶來困難,而且使模型自身的假設條件難以滿足。另外,在選取變量時,物質消耗方面要全面考慮農林牧漁四業(yè)的物質投入,不能偏頗于種植業(yè),因為生產過程中消耗不僅是各種勞動對象,還應該包括固定資產折舊和勞務費用。在土地投入方面,原則上需計入農、林、牧、漁各業(yè)所有的土地投入,不能偏頗于種植業(yè),因為生產過程中的消耗不僅是各種勞動對象,還應該包括固定資產折舊和勞務費用。在土地投入方面,原則上需計入農林牧漁各業(yè)所有的土地投入,漁業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)的土地投入也應按照一定比例折算,折算系數(shù)應當咨詢和參考自然科學的指標??傊M行農業(yè)技術進步貢獻率的測算必須從模型的設定、方法的選擇以及變量的取值等各個方面去把握和確定,這些問題還都需要進一步討論和研究。

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