我國(guó)糧食生產(chǎn)的環(huán)境技術(shù)效率測(cè)度

趙麗平， 王雅鵬， 何　可

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué) a.經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院； b.湖北農(nóng)村發(fā)展研究中心，湖北 武漢 430070)

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我國(guó)糧食生產(chǎn)的環(huán)境技術(shù)效率測(cè)度

趙麗平a，b， 王雅鵬a，b， 何可a，b

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué) a.經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院； b.湖北農(nóng)村發(fā)展研究中心，湖北 武漢 430070)

摘要：采用方向距離函數(shù)和Kernel密度估計(jì)方法，對(duì)1992—2012年中國(guó)29個(gè)省(市、區(qū))的糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率進(jìn)行了測(cè)度和分析，以考察城鎮(zhèn)化和工業(yè)化加速時(shí)期中國(guó)各省份以及各糧食生產(chǎn)功能區(qū)糧食生產(chǎn)與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)情況。研究結(jié)果表明：(1)全國(guó)及各糧食生產(chǎn)功能區(qū)糧食生產(chǎn)環(huán)境狀況總體上呈現(xiàn)出逐漸惡化現(xiàn)象，其中，糧食主產(chǎn)區(qū)優(yōu)于糧食主銷(xiāo)區(qū)，糧食主銷(xiāo)區(qū)優(yōu)于糧食平衡區(qū)；(2)中國(guó)各省份糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率存在明顯的非均衡性；(3)總體而言，我國(guó)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率的地區(qū)差距在逐漸擴(kuò)大，呈現(xiàn)出兩級(jí)分布, 但是在各個(gè)糧食生產(chǎn)功能區(qū)形勢(shì)有所不同。

關(guān)鍵詞：糧食生產(chǎn)； 環(huán)境技術(shù)效率； 環(huán)境污染；生產(chǎn)資料

一、引言

隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，以土地、勞動(dòng)力以及農(nóng)資為代表的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素成本不斷上升，糧食種植的比較收益開(kāi)始下降，大量青壯年農(nóng)村勞動(dòng)力開(kāi)始流入到效益高的產(chǎn)業(yè)部門(mén)，農(nóng)業(yè)部門(mén)的“人口紅利”逐漸消失[1]。另一方面，長(zhǎng)期以來(lái)形成的農(nóng)業(yè)粗放式經(jīng)營(yíng)導(dǎo)致了較為嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)“立體污染”，與“兩型農(nóng)業(yè)”建設(shè)要求漸行漸遠(yuǎn)[2]。由于農(nóng)藥、化肥的過(guò)量施用和工業(yè)生產(chǎn)導(dǎo)致的土壤污染，使得我國(guó)糧食每年減產(chǎn)約100億公斤[3]。此外，糧食作物秸稈焚燒現(xiàn)象屢禁不止，不僅造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且還導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降，進(jìn)而引起了糧食減產(chǎn)，這嚴(yán)重違背了社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)中的“發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，改善農(nóng)村環(huán)境”的要求。為了科學(xué)評(píng)估新形勢(shì)下糧食生產(chǎn)投入要素的利用效果，本文將環(huán)境因素納入到糧食生產(chǎn)技術(shù)效率測(cè)算體系，以便正確認(rèn)識(shí)全國(guó)及各個(gè)糧食生產(chǎn)功能區(qū)的資源利用情況及其差異，進(jìn)一步對(duì)各個(gè)糧食生產(chǎn)功能區(qū)的糧食生產(chǎn)進(jìn)行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。

環(huán)境技術(shù)效率是評(píng)價(jià)生產(chǎn)者(或決策單元)在給定投入和技術(shù)條件下，同時(shí)追求最大產(chǎn)出和最小污染的效率大小[4]。環(huán)境技術(shù)效率測(cè)算的重點(diǎn)在于如何將環(huán)境變量納入到技術(shù)效率測(cè)算模型中。關(guān)于環(huán)境變量的處理，目前主要有兩種方法：一種方法是直接把環(huán)境污染物作為投入要素來(lái)處理[5]，但在實(shí)際操作中很難分清楚哪些要素投入是用于生產(chǎn)期望產(chǎn)出，哪些要素投入是用于治理環(huán)境污染；另一種方法是把環(huán)境污染物作為非期望產(chǎn)出引進(jìn)到DEA模型，很多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了探索,有學(xué)者通過(guò)單調(diào)遞減函數(shù)對(duì)非期望產(chǎn)出進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)在技術(shù)條件不變的情況下納入到產(chǎn)出函數(shù)中[6]，也有學(xué)者采取環(huán)境污染價(jià)值核算方法，對(duì)環(huán)境污染物的污染治理成本和環(huán)境退化成本進(jìn)行核算，并納入到生產(chǎn)率測(cè)算范疇進(jìn)行計(jì)算[7]，更多的學(xué)者則采用方向距離函數(shù)對(duì)環(huán)境技術(shù)效率進(jìn)行測(cè)算[8-10]。其中，方向距離函數(shù)不僅可以考慮環(huán)境污染損失和松弛量對(duì)效率的影響，而且具有非角度性質(zhì)，無(wú)需選擇測(cè)算角度，同時(shí)兼顧投入的減少和產(chǎn)出的增加，與利潤(rùn)最大化假設(shè)一致，具有更強(qiáng)的適應(yīng)性[11]。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，李谷成[11]等運(yùn)用方向距離函數(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境技術(shù)效率進(jìn)行了測(cè)算，也有學(xué)者基于方向距離函數(shù)的Malmquist-Luenberger 生產(chǎn)率指數(shù)對(duì)我國(guó)13個(gè)油菜主產(chǎn)區(qū)的油菜環(huán)境全要素生產(chǎn)率進(jìn)行了測(cè)算[12]，但是很少有學(xué)者對(duì)各糧食生產(chǎn)功能區(qū)(主產(chǎn)區(qū)、主銷(xiāo)區(qū)和平衡區(qū))的糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率進(jìn)行分區(qū)域研究。

糧食安全在我國(guó)具有重要的經(jīng)濟(jì)地位和戰(zhàn)略地位，但隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，粗放式生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式所產(chǎn)生的城市污染物和工業(yè)污染物給我國(guó)糧食生產(chǎn)所依賴的水土等自然環(huán)境造成了極大破化。根據(jù)環(huán)境保護(hù)部與國(guó)土資源部開(kāi)展的首次全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查顯示，我國(guó)耕地環(huán)境質(zhì)量堪憂，近20%耕地面積污染超標(biāo)，其中鎘、汞、砷等無(wú)機(jī)物質(zhì)等超標(biāo)點(diǎn)位數(shù)達(dá)82.8%，而且其中不少地區(qū)為糧食主產(chǎn)區(qū)，工礦業(yè)、不合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等人類活動(dòng)是造成土壤污染或超標(biāo)的主要原因。在糧食生態(tài)環(huán)境所面臨的嚴(yán)峻形勢(shì)下，各糧食生產(chǎn)功能區(qū)的糧食生產(chǎn)環(huán)境有何變化？各功能區(qū)的糧食生產(chǎn)和環(huán)境是否是協(xié)調(diào)發(fā)展的？各功能區(qū)的協(xié)調(diào)情況是否存在一定的差異？這種差異在不同的時(shí)間段是如何演變的？為此，本文運(yùn)用方向距離函數(shù)對(duì)我國(guó)城鎮(zhèn)化和工業(yè)化加速時(shí)期的糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率進(jìn)行測(cè)算，并對(duì)各糧食生產(chǎn)功能區(qū)的糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率進(jìn)行時(shí)空差異分析、協(xié)調(diào)分析和動(dòng)態(tài)演變分析，以了解我國(guó)各功能區(qū)的糧食生產(chǎn)環(huán)境變化情況，以及各功能區(qū)域之間和每個(gè)功能區(qū)內(nèi)部各省份之間的糧食生產(chǎn)環(huán)境差異，從而對(duì)我國(guó)糧食生產(chǎn)和環(huán)境的協(xié)調(diào)情況進(jìn)行全面了解，以促進(jìn)我國(guó)糧食生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展和綠色轉(zhuǎn)型。

二、 糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率的測(cè)度

(一)研究方法

糧食生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)單位除了生產(chǎn)人們所希望獲得的糧食產(chǎn)量這一期望產(chǎn)出，還會(huì)生產(chǎn)出人們所不愿意獲得的氮、磷等非期望產(chǎn)出，傳統(tǒng)的DEA模型只考慮了期望產(chǎn)出，如果存在非期望產(chǎn)出，就無(wú)法準(zhǔn)確估算出生產(chǎn)單位的效率。Chung 等[13]在測(cè)度瑞典紙漿廠生產(chǎn)率時(shí)構(gòu)造了方向距離函數(shù)(DDF)，很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。設(shè)產(chǎn)出的方向向量為g=(gy,-gc)，那么基于產(chǎn)出的方向距離函數(shù)可以表達(dá)為：

(1)

式(1)可通過(guò)以下線性規(guī)劃方程來(lái)對(duì)每個(gè)決策單元的效率值進(jìn)行求解。

(2)

式(2)中，k表示決策單元個(gè)數(shù)，t表示時(shí)期，當(dāng)方向距離函數(shù)值為0時(shí)，技術(shù)效率值為1，表示該決策單元的效率值最高，位于前沿生產(chǎn)面上，否則就表示技術(shù)沒(méi)有效率。

(二) 數(shù)據(jù)來(lái)源及指標(biāo)分析

1． 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文的研究樣本為1992—2012年中國(guó)大陸29個(gè)省(市、區(qū))。考慮到數(shù)據(jù)的可獲得性，以及方便處理和分析，樣本中未包括西藏，并將重慶市并入四川省。根據(jù)鐘甫寧等[14]和陸文聰?shù)萚15]的研究成果以及改革開(kāi)放以來(lái)各省(市、區(qū))的糧食生產(chǎn)總量和消費(fèi)量，將全國(guó)29個(gè)省(市、區(qū))劃分為糧食主產(chǎn)區(qū)、主銷(xiāo)區(qū)和平衡區(qū)3個(gè)糧食生產(chǎn)功能區(qū)，其中，糧食主產(chǎn)區(qū)為河北、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、江蘇、安徽、江西、山東、河南、湖北、湖南、四川等13個(gè)省(市、區(qū))；糧食主銷(xiāo)區(qū)為北京、天津、上海、浙江、福建、廣東、海南等7個(gè)省((市、區(qū))；糧食平衡區(qū)為山西、廣西、貴州、云南、陜西、新疆、甘肅、青海、寧夏等9個(gè)省(市、區(qū))。根據(jù)本文研究目的，選取土地投入、勞動(dòng)力投入、機(jī)械投入、水資源投入、化肥投入和農(nóng)藥投入作為投入變量；選取糧食總產(chǎn)量為合意產(chǎn)出變量，糧食生產(chǎn)污染排放物為非合意產(chǎn)出變量，以上各變量相關(guān)數(shù)據(jù)均來(lái)自《中國(guó)農(nóng)業(yè)年鑒》和《中國(guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》。

2. 指標(biāo)選取

(1)糧食生產(chǎn)投入變量。其中，土地投入以各年度各省(市、區(qū))的糧食作物播種面積來(lái)表示；勞動(dòng)力投入以各年度各省(市、區(qū))的第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員來(lái)表示；機(jī)械投入以各年度各省(市、區(qū))的農(nóng)用機(jī)械總動(dòng)力來(lái)表示；水資源投入因1998年以前農(nóng)業(yè)用水?dāng)?shù)據(jù)缺失，因此以各年度各省(市、區(qū))的農(nóng)用土地有效灌溉面積來(lái)替代，包括能進(jìn)行正常灌溉的水田和水澆地面積；化肥投入以各年度各省(市、區(qū))農(nóng)用化肥折純量來(lái)表示；農(nóng)藥投入以各年度各省(市、區(qū))的的農(nóng)藥施用量來(lái)表示。為了保證與糧食產(chǎn)出口徑的一致性，本文借鑒馬文杰等[16]的做法，使用權(quán)重系數(shù)法將糧食生產(chǎn)的要素投入從廣義的農(nóng)業(yè)投入中剝離出來(lái)，其中，權(quán)重系數(shù)A=(農(nóng)業(yè)產(chǎn)值/農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值)×(糧食播種面積/農(nóng)作物播種總面積)，權(quán)重系數(shù)B=糧食播種面積/農(nóng)作物播種總面積。種糧土地投入仍然用糧食播種面積來(lái)表示，種糧勞動(dòng)力投入用第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員與系數(shù)A相乘可以得到，種糧機(jī)械投入、水資源投入、化肥投入和農(nóng)藥投入用相應(yīng)的農(nóng)業(yè)投入與系數(shù)B相乘即可得到。

(2)糧食生產(chǎn)產(chǎn)出變量。包括合意產(chǎn)出和非合意產(chǎn)出。合意產(chǎn)出以各年度各個(gè)糧食主產(chǎn)區(qū)的糧食總產(chǎn)量來(lái)表示；非合意產(chǎn)出用兩個(gè)指標(biāo)來(lái)核算，即總氮(TN )和總磷(TP)。盡管賴斯蕓等、陳敏鵬等[17-18]將農(nóng)業(yè)污染物指標(biāo)定為總氮(TN)、總磷(TP) 和化學(xué)需氧量(CODcr)，但是張桂英等[19]的研究表明農(nóng)田排水中有機(jī)物質(zhì)對(duì)水質(zhì)污染很小，全國(guó)第一次污染源普查也得出種植業(yè)COD排放量不足農(nóng)業(yè)源COD總排放量的5%[20]。因此，本文未將化學(xué)需氧量納入非合意產(chǎn)出指標(biāo)。糧食種植污染物排放量參照賴斯蕓等、陳敏鵬等[17-18]采用的清單分析法，具體計(jì)算公式如下所示：

(2)

式中，E為糧食種植所產(chǎn)生的污染排放量，主要包括總氮(TN )和總磷(TP)；EUi為單元i指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)數(shù)；ρij為單元i污染物j的排放強(qiáng)度；ηi為相關(guān)資源的利用效率系數(shù)；Cij為單元i污染物j的排放系數(shù)。EUi數(shù)據(jù)來(lái)自歷年相關(guān)統(tǒng)計(jì)年鑒，ρij、ηi和Cij等各參數(shù)是通過(guò)廣泛文獻(xiàn)調(diào)研及綜合比較所得，重點(diǎn)參考了第一次全國(guó)污染源普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室《污染源普查農(nóng)業(yè)源系數(shù)手冊(cè)》中的不同省份各參數(shù)取值。本文的糧食作物統(tǒng)計(jì)采納稻谷、小麥、玉米、豆類和薯類5類糧食作物的相關(guān)數(shù)據(jù)，糧食作物草谷比根據(jù)可再生能源戰(zhàn)略研究組[21]，以及相關(guān)學(xué)者的研究成果[22]綜合比較整理得出。

三、測(cè)度結(jié)果分析

本文運(yùn)用MAXDEA PRO 6.3專業(yè)版軟件對(duì)1992—2012年我國(guó)29個(gè)省(市、區(qū))的糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率進(jìn)行測(cè)度，具體分析結(jié)果如下：

(一) 糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率的時(shí)空差異分析

從糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率變化的時(shí)間趨勢(shì)來(lái)看，1992—2012年我國(guó)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率整體上呈波動(dòng)式下降趨勢(shì)(見(jiàn)圖1)，從1992年的0.940下降為2012年的0.915。從其發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，可以分為4個(gè)階段：1992—1998年為波動(dòng)式下降期，糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率從0.917下降到0.864，1998年跌落到最低點(diǎn)；1998—2001年為持續(xù)上升期，由0.864上升到0.922；2001—2005年為持續(xù)下降期，從0.922下降為0.866；2005—2012年為波動(dòng)式上升期，從0.866上升為0.888。

圖1　中國(guó)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率總體變化趨勢(shì)

圖2　中國(guó)各糧食生產(chǎn)功能區(qū)內(nèi)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率變化趨勢(shì)

從各糧食生產(chǎn)功能區(qū)來(lái)看，1992—2012年糧食主產(chǎn)區(qū)的糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率要高于糧食主銷(xiāo)區(qū)和糧食平衡區(qū)，這說(shuō)明相對(duì)而言，糧食主產(chǎn)區(qū)更加注重糧食生產(chǎn)與環(huán)境的和諧發(fā)展。就具體變化趨勢(shì)來(lái)看，糧食主產(chǎn)區(qū)和糧食主銷(xiāo)區(qū)呈波動(dòng)式下降趨勢(shì)，但糧食主銷(xiāo)區(qū)波動(dòng)幅度要大于糧食主產(chǎn)區(qū)，主銷(xiāo)區(qū)的糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率從1992年的0.920下降為2012年的0.806，21年下降了14.76%，糧食主銷(xiāo)區(qū)大多是一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的省份，這說(shuō)明隨著市場(chǎng)化改革的大力推進(jìn)，城鎮(zhèn)化的加速發(fā)展，糧食主銷(xiāo)區(qū)的經(jīng)濟(jì)雖然得到了大力發(fā)展，但是糧食生產(chǎn)環(huán)境卻在逐步惡化。糧食平衡區(qū)的糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率在1999年前呈現(xiàn)出波動(dòng)式下降趨勢(shì)，從1999年后開(kāi)始波動(dòng)式上升，這說(shuō)明1999年在四川、陜西、甘肅率先啟動(dòng)并于2000年正式全面啟動(dòng)的退耕還林(草)試點(diǎn)工作取得了巨大成效，促進(jìn)了糧食平衡區(qū)糧食生產(chǎn)環(huán)境的改善。

(二)省際糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率變化的協(xié)調(diào)分析

以上是從平均意義角度對(duì)全國(guó)以及各糧食生產(chǎn)功能區(qū)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率變化特征進(jìn)行的分析，可能會(huì)掩蓋各個(gè)省(市)在考察期的具體表現(xiàn)及演變特征，為此本文進(jìn)一步根據(jù)各省(市)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率的變化特征，對(duì)各省(市)糧食生產(chǎn)與環(huán)境的協(xié)調(diào)情況進(jìn)行分析。

聚類分析法是根據(jù)相似性原則對(duì)事物進(jìn)行分組，是一種能夠?qū)κ挛锏膬?nèi)在特點(diǎn)和規(guī)律進(jìn)行分析的探索性分析方法，是數(shù)據(jù)挖掘中常用的一種技術(shù)[23]。本文將1992—2012年分為4個(gè)階段，運(yùn)用SPSS軟件采用系統(tǒng)聚類分析方法，以離差平方和最小為分類依據(jù)，歐氏距離為距離函數(shù)，對(duì)各階段各省(市)歷年的糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率進(jìn)行聚類分析，將29個(gè)省(市)分為較協(xié)調(diào)區(qū)、較不協(xié)調(diào)區(qū)和不協(xié)調(diào)區(qū)3類，分析結(jié)果如表1所示。

表1　我國(guó)29個(gè)省(市)糧食生產(chǎn)與環(huán)境協(xié)調(diào)分類結(jié)果

總體來(lái)看，在第一階段(1992—1996)時(shí)，我國(guó)各省(市)糧食生產(chǎn)與環(huán)境的協(xié)調(diào)性最好，處于較協(xié)調(diào)區(qū)的省(市)有17個(gè)，這些省(市)的糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率值相對(duì)較高。處于較不協(xié)調(diào)區(qū)的省(市)有9個(gè)，處于不協(xié)調(diào)區(qū)的省(市)有3個(gè)，這3個(gè)省(市)的環(huán)境技術(shù)效率值最低。到第二階段(1997—2001)和第三階段(2002—2006)時(shí)，各省(市)糧食生產(chǎn)與環(huán)境的協(xié)調(diào)性開(kāi)始變差，處于較協(xié)調(diào)區(qū)的省市減少為12個(gè)，處于較不協(xié)調(diào)區(qū)和不協(xié)調(diào)區(qū)的省(市)增加到17個(gè)。到第4階段(2007—2012)時(shí)，各省(市)糧食生產(chǎn)與環(huán)境的協(xié)調(diào)性開(kāi)始有所好轉(zhuǎn)，處于較協(xié)調(diào)區(qū)的省(市)數(shù)量恢復(fù)第一階段水平，但處于不協(xié)調(diào)區(qū)的省(市)數(shù)量仍然多于第一階段的數(shù)量。

從表中，我們發(fā)現(xiàn)不少糧食主產(chǎn)區(qū)的糧食生產(chǎn)與環(huán)境協(xié)調(diào)狀況日趨惡化，如冀、吉、黑、蘇、鄂、湘、川等7個(gè)糧食主產(chǎn)區(qū)，說(shuō)明我國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)面臨的生態(tài)環(huán)境壓力逐漸加大，亟需轉(zhuǎn)變糧食生產(chǎn)方式。

(三)各地區(qū)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率差距的動(dòng)態(tài)演變特征分析

從上述分析可以看出，在各個(gè)階段各省(市)區(qū)之間糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率存在較大的差距，這種差距是否會(huì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)生縮小呢？為此本文應(yīng)用Kernel密度估計(jì)對(duì)各地區(qū)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率差距的動(dòng)態(tài)演變特征進(jìn)行具體分析。

核密度估計(jì)是由雷科特與希爾沃曼[24-25]經(jīng)過(guò)深入研究發(fā)展而得到的一種重要的非參數(shù)估計(jì)方法。該方法的原理是，通過(guò)連續(xù)的密度曲線來(lái)描述隨機(jī)變量的分布形態(tài)，從數(shù)據(jù)本身出發(fā)研究其分布特征，可以避免預(yù)設(shè)函數(shù)形式而導(dǎo)致測(cè)算值與實(shí)際值產(chǎn)生差異。設(shè)隨機(jī)變量X的密度函數(shù)為f(x)，則在點(diǎn)x0的概率密度可以由公式(3)來(lái)估計(jì)：

(3)

式(3)中，N是樣本數(shù)據(jù)觀測(cè)值的個(gè)數(shù)；h是帶寬，也可稱為平滑參數(shù)，用于設(shè)定分布函數(shù)fh(x)的整體平滑特性，在核密度估計(jì)中是至關(guān)重要的參數(shù)，帶寬選擇過(guò)大或過(guò)小都會(huì)產(chǎn)生比較大的誤差，h值越大，平滑度就越大，帶寬的選擇在很大程度上決定了密度曲線的形態(tài)[26]。實(shí)際應(yīng)用中，樣本越多，寬帶就要求越小，但也不能太小，應(yīng)滿足公式(4)：

(4)

1. 全國(guó)29個(gè)省(市、區(qū))糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率的Kernel密度估計(jì)

圖3對(duì)全國(guó)29個(gè)省(市、區(qū))糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率在考察期內(nèi)的分布進(jìn)行了描述。就全國(guó)而言，糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率在考察期內(nèi)一直呈現(xiàn)出“雙峰”分布狀態(tài)，其中，第一個(gè)主峰位于0.78附近，第二個(gè)主峰位于0.98附近，而且密度函數(shù)中心逐步向左轉(zhuǎn)移，波峰寬度也開(kāi)始逐漸變寬。這說(shuō)明全國(guó)29個(gè)省(市、區(qū))的糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率分布在1992—2012年呈現(xiàn)出兩級(jí)分化趨勢(shì)，只有少數(shù)地區(qū)(如黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古等)的糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率較高，其他大部分地區(qū)則位于低糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率區(qū)間，而且效率值在逐步降低，各省(市)效率差距也在慢慢擴(kuò)大。

糧食生產(chǎn)環(huán)境的提升需要以經(jīng)濟(jì)實(shí)力作為支撐，而各省份的經(jīng)濟(jì)實(shí)力懸殊，對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用和農(nóng)業(yè)面源污染防控等方面的態(tài)度以及采取的措施有所差異，加之不同時(shí)期各個(gè)地區(qū)氣候、地形、災(zāi)害等因素的不一致，從而導(dǎo)致全國(guó)各個(gè)省份糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率差異顯著。

2. 糧食主產(chǎn)區(qū)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率的Kernel密度估計(jì)

圖4對(duì)糧食主產(chǎn)區(qū)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率在考察期內(nèi)分布的動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行了描述。我國(guó)13個(gè)糧食主產(chǎn)區(qū)的糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率在考察期內(nèi)除了2007年呈“單峰”，其他時(shí)間都呈“雙峰”分布，在整個(gè)考察期第一個(gè)主峰位于0.98附近，第二個(gè)主峰位于0.83附近，密度函數(shù)中心逐漸向左移動(dòng)，波動(dòng)寬度逐漸變寬，峰值也在逐漸變小。這說(shuō)明糧食主產(chǎn)區(qū)各省(市)的糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率分布基本上也呈兩級(jí)分化狀態(tài)，效率值在逐步變小，效率差距有所變大，如黑龍江、吉林等省份位于第一個(gè)主峰附近，河北、河南和安徽等省份的效率值相對(duì)偏低，而且逐漸降低，位于第二個(gè)主峰附近，兩大區(qū)域差距逐漸擴(kuò)大。

在糧食主產(chǎn)區(qū)中，河北、河南和安徽等省份糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率不僅相對(duì)偏低，而且還出現(xiàn)降低趨勢(shì)，與之相比，黑龍江、吉林等省份的糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率一直為1，處于生產(chǎn)前沿面，從而造成主產(chǎn)區(qū)內(nèi)部各個(gè)省份糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率呈現(xiàn)出兩級(jí)分化狀態(tài)。

圖3　全國(guó)29個(gè)省(市、區(qū))糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率的演進(jìn)

圖4　主產(chǎn)區(qū)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率的演進(jìn)

圖5　主銷(xiāo)區(qū)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率的演進(jìn)

圖6　平衡區(qū)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率的演進(jìn)

3. 糧食主銷(xiāo)區(qū)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率的Kernel密度估計(jì)

圖5對(duì)糧食主銷(xiāo)區(qū)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率在考察期內(nèi)分布的動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行了描述。我國(guó)7個(gè)糧食主銷(xiāo)區(qū)的糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率在1997年呈“單峰”分布，其他時(shí)間段都呈“雙峰”分布狀態(tài)，主峰值由1992年的0.97降為2012年的0.75，密度函數(shù)中心大幅向左轉(zhuǎn)移，波動(dòng)寬度逐年變大。這說(shuō)明糧食主銷(xiāo)區(qū)各省(市)的糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率在考察期內(nèi)基本上處于兩級(jí)分布狀態(tài)，而且效率值逐年降低，大部分地區(qū)的效率值分布從0.97附近降低到0.75附近，效率差距逐步擴(kuò)大。

糧食主銷(xiāo)區(qū)中的大部分省(市)經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)，不同的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式導(dǎo)致了不同的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，從而對(duì)糧食生產(chǎn)環(huán)境也產(chǎn)生了差異性影響。如天津作為典型的工業(yè)城市，糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率持續(xù)走低；廣東的糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率在考察期的頭幾年比較高，但是隨著廣東以低附加值出口為導(dǎo)向的經(jīng)濟(jì)模式的轉(zhuǎn)型，農(nóng)業(yè)省份向工業(yè)省份的跨越，糧食生產(chǎn)環(huán)境也開(kāi)始出現(xiàn)惡化的趨勢(shì)；高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)比較發(fā)達(dá)的浙江和上海，對(duì)糧食生產(chǎn)環(huán)境則給予了高度重視。這一系列因素造成了糧食主銷(xiāo)區(qū)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率分布兩極化格局的形成。

4. 糧食平衡區(qū)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率的Kernel密度估計(jì)

圖6對(duì)糧食平衡區(qū)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率在考察期內(nèi)分布的動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行了描述。我國(guó)9個(gè)糧食平衡區(qū)的糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率在考察期呈“雙峰”分布，主峰值由0.78提升到1，密度函數(shù)中心大幅右移，波動(dòng)寬度逐步拉大。這說(shuō)明總體來(lái)說(shuō)，平衡區(qū)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率在考察期內(nèi)在逐步提升，但呈現(xiàn)出兩級(jí)分化狀態(tài)。貴州、青海和新疆由于自然環(huán)境優(yōu)越，環(huán)境污染比較小，糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率一直比較高，隨著退耕還林工程的實(shí)施，甘肅、陜西和寧夏的生態(tài)環(huán)境也得到了改善，而廣西、云南和山西等省份由于自然環(huán)境、生產(chǎn)條件惡化等原因出現(xiàn)了糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率降低，從而造成了糧食平衡區(qū)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率兩級(jí)分化局面的形成。

四、 結(jié)論與建議

(一)主要研究結(jié)論

全國(guó)及各糧食生產(chǎn)功能區(qū)糧食生產(chǎn)環(huán)境狀況總體上呈現(xiàn)出逐漸惡化趨勢(shì)，但糧食主產(chǎn)區(qū)優(yōu)于糧食主銷(xiāo)區(qū)，糧食主銷(xiāo)區(qū)優(yōu)于平衡區(qū)，這說(shuō)明糧食主產(chǎn)區(qū)糧食生產(chǎn)與環(huán)境的和諧度最高，糧食主銷(xiāo)區(qū)和平衡區(qū)的糧食生產(chǎn)造成的環(huán)境污染更大，未能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的雙贏。

中國(guó)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率在區(qū)域上存在明顯的非均衡性。根據(jù)系統(tǒng)聚類分析方法，29個(gè)省(市)區(qū)被劃分為糧食生產(chǎn)與環(huán)境“較協(xié)調(diào)區(qū)”“較不協(xié)調(diào)區(qū)”和“不協(xié)調(diào)區(qū)”。1992—1996年，“較協(xié)調(diào)區(qū)”和“較不協(xié)調(diào)區(qū)”主要以主產(chǎn)區(qū)和主銷(xiāo)區(qū)各省(市)為主，“不協(xié)調(diào)區(qū)”以少數(shù)平衡區(qū)省份為主；1996年后，位于“較不協(xié)調(diào)區(qū)”的省(市)變少，主產(chǎn)區(qū)和主銷(xiāo)區(qū)部分省(市)的糧食生產(chǎn)與環(huán)境協(xié)調(diào)狀況有所惡化，逐漸由“較協(xié)調(diào)區(qū)”向“不協(xié)調(diào)區(qū)”轉(zhuǎn)移。

總體而言，我國(guó)糧食生產(chǎn)環(huán)境技術(shù)效率的地區(qū)差距在逐漸擴(kuò)大，呈現(xiàn)出兩級(jí)分布, 各功能區(qū)有所差異。就各功能區(qū)而言，糧食主產(chǎn)區(qū)各省(市)的差距逐步縮小，而糧食主銷(xiāo)區(qū)和平衡區(qū)的差距則在逐步擴(kuò)大，各功能區(qū)分布基本上呈兩級(jí)分化趨勢(shì)。

(二) 建議

1. 糧食利益補(bǔ)償機(jī)制要進(jìn)一步向糧食主產(chǎn)區(qū)傾斜，同時(shí)糧食主銷(xiāo)區(qū)也要加大對(duì)糧食生產(chǎn)環(huán)境的治理

首先，要進(jìn)一步加大中央財(cái)政對(duì)糧食主產(chǎn)區(qū)財(cái)政的轉(zhuǎn)移支付力度。和糧食主銷(xiāo)區(qū)相比，糧食主產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟(jì)比較落后，財(cái)政實(shí)力較弱，而隨著國(guó)家支農(nóng)項(xiàng)目的日益增多，地方財(cái)政壓力越來(lái)越大，因此中央財(cái)政要從基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、耕地質(zhì)量保護(hù)、防治自然災(zāi)害等方面進(jìn)一步加大對(duì)糧食主產(chǎn)區(qū)的財(cái)政資金投入。其次，加快糧食主銷(xiāo)區(qū)對(duì)糧食主產(chǎn)區(qū)利益補(bǔ)償機(jī)制的實(shí)施。糧食主銷(xiāo)區(qū)根據(jù)其調(diào)入的糧食量以及相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，從財(cái)政收入中拿出一部分補(bǔ)貼糧食主產(chǎn)區(qū)，糧食主產(chǎn)區(qū)則根據(jù)其調(diào)出的糧食量接受相應(yīng)的補(bǔ)償。此外，面對(duì)糧食主銷(xiāo)區(qū)的環(huán)境技術(shù)效率逐年降低，要加大對(duì)糧食生產(chǎn)環(huán)境的治理，促進(jìn)該地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境的和諧發(fā)展。

2. 加快糧食生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)糧食生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展

傳統(tǒng)的依靠化肥農(nóng)藥投入的粗放型糧食生產(chǎn)方式雖然為我國(guó)糧食產(chǎn)量的增長(zhǎng)做出了巨大貢獻(xiàn)，但是也給我國(guó)的糧食生產(chǎn)環(huán)境造成了巨大破壞，為促進(jìn)我國(guó)糧食生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，需要改革原有的糧食生產(chǎn)方式，加大對(duì)糧農(nóng)科學(xué)種糧知識(shí)的培訓(xùn)，提高化肥農(nóng)藥的利用率，并加快有機(jī)肥、緩釋肥料、生態(tài)農(nóng)藥以及安全低殘留農(nóng)藥等低污染環(huán)保型生產(chǎn)資料的試點(diǎn)和推廣。針對(duì)目前秸稈焚燒現(xiàn)象嚴(yán)重而行政監(jiān)管治標(biāo)不治本的問(wèn)題，應(yīng)加快秸稈還田以及秸稈能源化利用等農(nóng)業(yè)環(huán)保技術(shù)的示范和推廣，并對(duì)農(nóng)民的環(huán)保技術(shù)利用行為給予相應(yīng)的優(yōu)惠和補(bǔ)貼，提高農(nóng)民利用農(nóng)業(yè)環(huán)保技術(shù)的積極性。

3. 對(duì)于糧食生態(tài)環(huán)境惡化比較嚴(yán)重的“不協(xié)調(diào)區(qū)”，要加快對(duì)重污染農(nóng)業(yè)水土資源的修復(fù)和治理

對(duì)于這些地區(qū)來(lái)說(shuō)，生態(tài)環(huán)境惡化已經(jīng)成為制約其糧食生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)瓶頸，干旱、土壤沙漠化和水土流失等問(wèn)題不斷降低耕地的生產(chǎn)能力，當(dāng)務(wù)之急是停止毀林開(kāi)荒等破壞性行為，大力開(kāi)展退耕還林，加快對(duì)鹽堿地、沙漠化土壤以及重污染水土資源的修復(fù)和治理。從短期來(lái)看，生態(tài)保護(hù)政策的實(shí)施可能會(huì)減少糧食播種面積，降低糧食產(chǎn)量，但是，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，可以涵養(yǎng)水源、抑制土壤沙漠化、固定植被、提高生態(tài)環(huán)境的承載力，從而促進(jìn)糧食生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的良性循環(huán)。

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ZHAO Li-pinga,b,WANG Ya-penga,b,HE Kea,b

(a.CollegeofEconomicsandManagement,HuazhongAgriculturalUniversity,Wuhan430070,China；b.HubeiRuralDevelopmentResearchCenter,Wuhan430070,China)

Abstract：Using the directional distance function and Kernel density estimation method, this paper calculated and analyzed the environmental technology efficiency of grain production of 29 provinces (cities/areas) in China from 1992 to 2012, so as to investigate the coordination between the grain production and resources environment during the acceleration period of urbanization and industrialization. The research results show that: (1) The grain production environment of every functional area presents a gradual deterioration in general; Among which, the main grain producing area is better than the main selling area, which in turn is better than the balanced area; (2) The environmental technical efficiency of grain production in China differentiates in each province; (3) Overall, the regional disparity of the environmental technical efficiency of grain production gradually expands, showing a two level distribution trend, but the situation is different in each functional area of grain production.

Key Words：grain production; environmental technical efficiency; environmental pollution; production goods

中圖分類號(hào)：F307.11

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-0202(2016)03-0028-10

作者簡(jiǎn)介:趙麗平(1984—)，女，湖北荊門(mén)人，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院博士研究生，主要研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)資源保護(hù)開(kāi)發(fā)、糧食安全。E-mail:ccnuzhao@qq.com

基金項(xiàng)目:國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(13ACL004)；國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目(71303243)；國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目(71203169)。

收稿日期:2016-01-24

DOI:10.7671/j.issn.1672-0202.2016.03.004