湖南省耕地利用效率及其影響因素研究

[摘 要] 本文利用超效率DEA模型對(duì)2008—2017年湖南省的耕地利用率進(jìn)行測(cè)度，并利用灰色關(guān)聯(lián)模型分析影響耕地利用效率的因素。結(jié)果表明，湖南省的耕地利用效率較高，在各種影響因素中，有效灌溉面積和城市化水平與耕地利用效率的關(guān)聯(lián)度較高，而農(nóng)村居民人均可支配收入、受災(zāi)面積及農(nóng)林水事務(wù)財(cái)政支出與耕地利用效率的關(guān)聯(lián)度較低。研究結(jié)論對(duì)于提高湖南省的耕地利用效率具有一定的借鑒作用。

[關(guān)鍵詞] 耕地利用效率;灰色關(guān)聯(lián)法;超效率DEA模型;湖南省

[中圖分類號(hào)] F323.211 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-7909（2019）02-119-3

耕地是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本要素，是人類賴以生存發(fā)展的基本資源，承擔(dān)著糧食安全的重任。然而，隨著城市化和工業(yè)化的快速推進(jìn)，耕地非農(nóng)化趨勢(shì)日益加劇，耕地?cái)?shù)量日益減少，耕地質(zhì)量日益下降。因此，分析耕地的利用效率及影響因素，探討提高耕地利用效率的措施，對(duì)于保障國(guó)家糧食安全、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于耕地利用效率進(jìn)行了廣泛研究。Li等分析了1980—2010年山東省耕地利用強(qiáng)度的變化[1]。Song等從政策發(fā)展的角度分析了1999—2007年中國(guó)土地利用效率的變化[2]。Wang等采用主成分分析法分析了河南省的耕地利用效率及其影響因素[3]。劉玉海等構(gòu)建了全要素耕地利用效率指標(biāo)，對(duì)我國(guó)各個(gè)省份和四大區(qū)域在1985—2008年的全要素耕地利用效率及其收斂性進(jìn)行了測(cè)算，并利用回歸模型分析了社會(huì)環(huán)境因素對(duì)全要素耕地生產(chǎn)力的影響[4]。梁流濤等分析了1997—2004年我國(guó)耕地的利用效率及其影響因素，研究發(fā)現(xiàn)我國(guó)耕地的整體利用效率較低[5]。楊朔等采用DEA模型和Tobit模型分析了陜西省的耕地利用效率及其影響因素[6]。葉浩等利用對(duì)數(shù)柯布-道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)分析了我國(guó)耕地利用效率的區(qū)域間差異及其收斂性，發(fā)現(xiàn)我國(guó)不同地區(qū)之間耕地利用效率的差距較為顯著[7]。石成玉利用Translog前沿生產(chǎn)函數(shù)分析了1999—2012年我國(guó)的耕地利用效率，并認(rèn)為受自然災(zāi)害、水利建設(shè)等因素的制約，部分地區(qū)的耕地利用效率較低[8]。王玲玲等采用三階段DEA模型分析了江蘇省的耕地利用效率[9]。謝賢健等采用DEA模型和GWR模型對(duì)西南地區(qū)耕地利用效率的時(shí)空格局演變及其影響因素進(jìn)行了分析[10]。

綜上所述，學(xué)術(shù)界對(duì)于耕地利用效率展開了深刻的研究，但湖南省耕地利用效率及其影響因素的探討較為欠缺，農(nóng)業(yè)在經(jīng)濟(jì)社會(huì)中的地位極其重要，而湖南省又是農(nóng)業(yè)大省，因此測(cè)算湖南省的耕地利用效率，探討影響耕地利用效率的因素有助于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，促進(jìn)湖南省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。本文采用超效率DEA模型對(duì)湖南省的耕地利用效率進(jìn)行了測(cè)度，并利用灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)影響耕地利用效率的因素進(jìn)行了分析，以期為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 研究方法與模型

1.1 超效率DEA模型

本文使用超效率DEA模型對(duì)湖南省的耕地利用效率進(jìn)行了測(cè)度，DEA模型最初由Charnes等提出，是基于多種投入和多種產(chǎn)出決策單元進(jìn)行效率測(cè)算的一種方法，最初的DEA模型為規(guī)模報(bào)酬不變的CCR模型，1984年Banker等改進(jìn)了CCR模型，提出了規(guī)模報(bào)酬可變的BCC模型。本文選取超效率BCC模型對(duì)湖南省的耕地利用效率進(jìn)行分析，設(shè)決策單元的個(gè)數(shù)為[n]，每個(gè)決策單元的投入種類為[m]，產(chǎn)出種類為[s]，記第[j]個(gè)決策單元為[DUMj]，[xj=（x1j，x2j，…，xmj）T]為[DUMj]的投入向量，[yj=（y1j，y2j，…，ysj）T]為[DUMj]的產(chǎn)出向量，則超效率DEA的模型結(jié)構(gòu)如式（1）所示。

[minθ-εeT1s-+eT2s+]

[s.t.Σnj=1，j≠j0xjλj+s-≤θxj0 " " " Σnj=1，j≠j0yjλj-s+≥yj0 " " " " " Σnj=1λj=1λj，s+，s-≥0，j=1，2，…，n，j≠j0 ] "（1）

式（1）中，[θ]為決策單元的綜合效率值，在BCC模型中[θ]可以分解為技術(shù)效率值和規(guī)模效率值;[ε]為非阿基米德無窮小量;[s-]為投入指標(biāo)的松弛變量;[s+]為產(chǎn)出指標(biāo)的松弛變量，[e1=（1，1，…，1）T∈Em]，[e2=（1，1，…，1）T∈Es];[λj]為權(quán)重系數(shù)。[θ≥1]表示決策單元是有效率的，[θlt;1]表示決策單元存在效率損失。

1.2 灰色關(guān)聯(lián)分析法

不同系統(tǒng)間要素變化的相關(guān)程度被稱為關(guān)聯(lián)度，灰色關(guān)聯(lián)分析法被用于測(cè)度不同系統(tǒng)間要素的關(guān)聯(lián)度，其具體步驟如下。

①確定參考數(shù)列和比較數(shù)列，本文將湖南省耕地的綜合利用效率作為參考數(shù)列，將影響耕地利用效率的因素作為比較數(shù)列。

②對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，具體公式如式（2）（3）所示。

[X'ik=XikX1（k），i=2，3，4，…] "（2）

[X'1k=X1kX1（k） " " " " " " " " "（3）]

式（3）中，[X'1k]，為標(biāo)準(zhǔn)化后[k]時(shí)刻參考數(shù)列的取值，[X'ik]為標(biāo)準(zhǔn)化后[k]時(shí)刻比較數(shù)列的取值，[X1（k）]為[k]時(shí)刻參考數(shù)列的取值，[Xi（k）]為[k]時(shí)刻比較數(shù)列的取值。

③計(jì)算參考數(shù)列與比較數(shù)列的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)，具體公式如式（4）（5）所示。

[ξk=Δmin+ρΔmaxΔk+ρΔmax] " " " " " " " " " " "（4）

[Δk=X'ik-X'1k，i=2，3，4，…] " （5）

式（4）（5）中，[ξk]為關(guān)聯(lián)系數(shù);[Δk]為[k]時(shí)刻比較數(shù)列與參考數(shù)列差的絕對(duì)值;[Δmax]和[Δmin]分別為[Δk]的最大值和最小值;[ρ]為分辨系數(shù)，通常取0.5。

④計(jì)算關(guān)聯(lián)度，具體公式如式（6）所示。

[ri=1Nk=1Nξi（k）] " " " " " " " " " " " " " " （6）

式（6）中，[ri]為關(guān)聯(lián)度。

2 湖南省耕地利用效率及其影響因素研究

2.1 指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)來源

借鑒王海力等[10]、徐秋等[11]以及廖成泉等[12]的做法，本文選取農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值和糧食總產(chǎn)量作為湖南省耕地利用效率的產(chǎn)出指標(biāo)，選取農(nóng)林牧漁業(yè)勞動(dòng)力、農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力、化肥施用量以及耕地面積為投入指標(biāo)，選取農(nóng)村居民人均可支配收入、有效灌溉面積、農(nóng)林水事務(wù)財(cái)政支出、城市化水平以及受災(zāi)面積作為影響耕地利用效率的指標(biāo)。本文研究時(shí)間為2008—2017年，所選取的數(shù)據(jù)來源于《湖南省統(tǒng)計(jì)年鑒》，各變量的名稱和度量如表1所示。

2.2 湖南省耕地利用效率測(cè)算

本文采用MyDEA1.0測(cè)度2008—2017年湖南省的耕地利用效率，所得的結(jié)果如表2所示。

由表2可知，2008—2017年，湖南省耕地利用綜合效率的平均值為1.010，技術(shù)效率的平均值為1.014，規(guī)模效率的平均值為0.996，耕地利用的綜合效率、技術(shù)效率以及規(guī)模效率均呈圍繞均值小幅波動(dòng)的狀態(tài)，這表明湖南省的耕地利用效率較高。在分析耕地利用效率的同時(shí)，本文計(jì)算了各年份的產(chǎn)出不足率和投入冗余率，計(jì)算結(jié)果如表3所示。

由表3可知，農(nóng)林牧漁業(yè)勞動(dòng)力的投入冗余率最大，平均值為0.21%，而農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力、化肥施用量與耕地面積的投入冗余率均值都為負(fù)數(shù)，總的來說存在投入不足的情況。

2.3 湖南省耕地利用效率影響因素分析

在對(duì)2008—2017年湖南省的耕地利用效率進(jìn)行測(cè)度后，采用灰色關(guān)聯(lián)法對(duì)影響耕地利用效率的因素進(jìn)行了關(guān)聯(lián)度分析，利用MATLAB2018b計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度，所得的結(jié)果如表4所示。

由表4可知，有效灌溉面積和城市化水平與耕地利用效率的關(guān)聯(lián)度較高，灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)均在0.8以上，而農(nóng)村居民人均可支配收入、受災(zāi)面積以及農(nóng)林水事務(wù)財(cái)政支出與耕地利用效率的關(guān)聯(lián)度較低，灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)均在0.7以下。

3 結(jié)論

本文采用超效率DEA模型和灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)湖南省的耕地利用效率及其影響因素進(jìn)行了分析，得到如下結(jié)論。

①2008—2017年，湖南省的耕地利用效率整體較高，耕地利用的綜合效率、技術(shù)效率及規(guī)模效率的變化趨勢(shì)較為穩(wěn)定。

②在各種投入要素中，農(nóng)林牧漁業(yè)勞動(dòng)力的投入冗余率最大，而農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力、化肥施用量與耕地面積存在投入不足的情況。

③在耕地利用效率影響因素的灰色關(guān)聯(lián)分析中，各影響因素與耕地利用效率的關(guān)聯(lián)度大小排序依次為有效灌溉面積>城市化水平>農(nóng)村居民人均可支配收入>受災(zāi)面積>農(nóng)林水事務(wù)財(cái)政支出。

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