承德市及其周邊地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)效率分析與對策

薛 征 張 超 田煥娜 逄錦波

（1.山東理工大學(xué) 山東淄博 255000；2.承德醫(yī)學(xué)院 河北承德 067000）

我國人均耕地面積僅為世界人均水平的40 %，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式落后、集約化程度低、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的日益惡化、農(nóng)業(yè)從業(yè)人員整體素質(zhì)較低等因素嚴(yán)重制約著我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展。承德市隸屬河北省，截至2019年，全市總面積39 519 km2，常住人口358.27 萬人。其中47.98 %的人口從事農(nóng)業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)，是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大市。承德市2019年實現(xiàn)人均GDP 約合0.6 萬美元，同樣遠低于全國人均GDP 水平（1.03 萬美元），因此該市整體經(jīng)濟水平在國內(nèi)處于相對欠發(fā)達層次。承德工業(yè)發(fā)展水平較低，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)比重較大，旅游經(jīng)濟是經(jīng)濟發(fā)展的引擎。2019年《承德市綠色食品及生物健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展實施方案》中提到，全市范圍內(nèi)要“推進農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)”“以建設(shè)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展示范市為契機，加快推進農(nóng)業(yè)節(jié)水節(jié)肥節(jié)藥和農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用；積極參與、牽頭制定國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和省級標(biāo)準(zhǔn)，加快修訂符合承德特色的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范和操作規(guī)程，指導(dǎo)全域農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)”。在此背景下，實際生產(chǎn)中存在的高投入、高消耗、高排放的生產(chǎn)方式制約著農(nóng)業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如何實現(xiàn)經(jīng)濟增長、資源節(jié)約和環(huán)境保護三者之間的平衡一直是生態(tài)農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展領(lǐng)域研究的熱點，農(nóng)業(yè)生態(tài)效率理論應(yīng)運而生。

生態(tài)效率是衡量生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r的重要指標(biāo)?；跀?shù)據(jù)包絡(luò)分析法（DEA）的SBM-DEA 模型因無須預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系，從而減少了研究的主觀爭議性，常被用于生態(tài)效率的測算，自2001年被Kaoru Tone 提出至今，逐漸演變?yōu)檗r(nóng)業(yè)生態(tài)效率評價的主流模型[1]。本研究以承德市及周邊共19 個縣級單位統(tǒng)計年鑒內(nèi)的農(nóng)業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)為面板數(shù)據(jù)來源，運用SBM-DEA 模型測算其生態(tài)效率。因統(tǒng)計年鑒獲得具有滯后期，本研究參考領(lǐng)域內(nèi)相關(guān)文獻的研究思路，基于2008—2016年統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行相關(guān)測算。測算結(jié)果分析不僅可以為優(yōu)化承德市及周邊縣域生態(tài)農(nóng)業(yè)效率提供參考，還可以實現(xiàn)“以點到面”的映射，為相似縣情的縣域加快生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 研究方法

1.1 模型選擇

農(nóng)業(yè)生態(tài)效率是衡量農(nóng)業(yè)生態(tài)化水平的基本指標(biāo)，也是關(guān)鍵指標(biāo)和核心指標(biāo)。農(nóng)業(yè)生態(tài)化發(fā)展實質(zhì)追求經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益的統(tǒng)一，因此在農(nóng)業(yè)生態(tài)效率評價中需要綜合平衡農(nóng)業(yè)投入、農(nóng)業(yè)產(chǎn)出、生態(tài)影響三者的關(guān)系，即進行生態(tài)效率評價。

與生命周期評價法、Malmquist、Tobit、CCR（Charnes-Cooper-Rhodes）等生態(tài)效率分析方法相比，數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法（DEA）在針對農(nóng)業(yè)進行的分析上，因無須預(yù)設(shè)生產(chǎn)函數(shù)，避免和降低了主觀影響，同時由于其采用了非徑向、非角度的度量方法，能夠進一步提高效率評價的精度，更具有優(yōu)勢，成為學(xué)者評價農(nóng)生態(tài)效率最常使用的方法[2,3,4,5]。農(nóng)業(yè)生態(tài)效率理論不僅包括生態(tài)內(nèi)涵，還包括經(jīng)濟內(nèi)涵。將非期望產(chǎn)出納入模型中形成 SBM-Undesirable 模型，逐漸成為衡量生態(tài)效率的主流模型[6,7]。經(jīng)濟內(nèi)涵主要反映在投入和期望產(chǎn)出指標(biāo)上，生態(tài)內(nèi)涵突出反映在非期望產(chǎn)出指標(biāo)上。

1.2 數(shù)據(jù)來源

基于SBM-Undesirable 模型進行測算時，根據(jù)經(jīng)驗法則一般要求決策單元數(shù)（DMU）是指標(biāo)數(shù)的二倍以上，此時得到的結(jié)果可信度與可解釋性最高。因此本研究囊括了承德市轄區(qū)內(nèi)11 個縣級單位及周邊毗鄰縣的8 個縣區(qū)，進行農(nóng)業(yè)生態(tài)效率的測算。

考慮農(nóng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實情況、數(shù)據(jù)可得性等因素，文章選擇的研究區(qū)間為2008—2016年的數(shù)據(jù)。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)均來自地方市統(tǒng)計局數(shù)據(jù)《承德統(tǒng)計年鑒》《唐山統(tǒng)計年鑒》《張家口經(jīng)濟年鑒》《秦皇島統(tǒng)計年鑒》《河北農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》，個別缺失數(shù)據(jù)根據(jù)時序數(shù)據(jù)趨勢推演補充[8]。同時為保證數(shù)據(jù)的可比性，所有數(shù)據(jù)均以官方統(tǒng)計局數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

1.3 指標(biāo)數(shù)據(jù)的選擇

構(gòu)建科學(xué)合理的投入和產(chǎn)出指標(biāo)體系是評價農(nóng)業(yè)生態(tài)效率的前提。為實現(xiàn)對承德市及其周邊地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)效率的精確測算，參考現(xiàn)有文獻報道，并結(jié)合本地區(qū)實際情況，文章擬選取6 個投入指標(biāo)（勞動力投入、化肥投入、農(nóng)藥投入、灌溉投入、土地投入、農(nóng)膜投入）進行農(nóng)業(yè)生態(tài)效率的測算。由于本次測算數(shù)據(jù)年度跨度較大，參考相關(guān)文獻[9]，擬利用農(nóng)業(yè)產(chǎn)值指數(shù)將農(nóng)業(yè)產(chǎn)值折算成以2008年為基期的不變價，以此來消除價格因素對測算的影響。期望產(chǎn)出指標(biāo)以農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值（2008年不變價）表征，非期望產(chǎn)出指標(biāo)以污染和碳排放兩類指標(biāo)表征。詳情見表1。

表1 構(gòu)建農(nóng)業(yè)生態(tài)效率測算所需的指標(biāo)體系

所選指標(biāo)在現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生態(tài)效率研究中，具有較高的共識度[6,7]，且兼具本地區(qū)特點。投入指標(biāo)如表1所示。

農(nóng)業(yè)非期望產(chǎn)出包含農(nóng)業(yè)碳排放和污染排放兩類指標(biāo)。農(nóng)業(yè)碳排放以化肥、農(nóng)用柴油、農(nóng)藥、農(nóng)業(yè)灌溉、農(nóng)業(yè)播耕五項指標(biāo)乘以相應(yīng)碳排放系數(shù)（化肥：0.896 kg/hm2；柴油：0.593 kg/hm2；農(nóng)藥：4.934 kg/hm2；農(nóng)業(yè)灌溉：20.476 kg/hm2；農(nóng)業(yè)播耕：312.6 kg/ hm2），并將各自計算結(jié)果直接相加[10-11]。農(nóng)業(yè)污染排放以化肥、農(nóng)藥污染量（化肥污染量占施用量的65%；農(nóng)藥污染量占施用量的50%）和地膜殘留量（地膜施用量的10%是殘留量）按不同權(quán)重計算的總和來表示。具體如下所示：化肥污染量=化肥施用量×（1-化肥利用率）=化肥施用量×65%；農(nóng)藥污染量=農(nóng)藥使用量×50%；地膜殘留量=地膜使用量×10%[12]。

在進行SBM-Undesirable 測算生態(tài)效率時，因不宜使用過多測算指標(biāo)，所以在模型運算前先對污染排放的化肥流失量、農(nóng)藥無效使用量、農(nóng)用地膜殘留量借助熵值法統(tǒng)一為一項指數(shù)，以減少非期望產(chǎn)出指標(biāo)，提高整體測算的準(zhǔn)確性。研究涉及的運算系數(shù)主要采用國家統(tǒng)計局公布的相關(guān)數(shù)據(jù)以及文獻調(diào)研法獲得，同時在核算過程中參考《第一次全國污染普查：肥料流失、農(nóng)藥流失、地膜殘留系數(shù)手冊》進行調(diào)整，盡可能將承德及其周邊地區(qū)的地域特點考慮在內(nèi)。運算原理和方法已有文獻詳細報道，這里不再贅述[6-8,12,13]。

1.4 農(nóng)業(yè)生態(tài)效率測算

SBM-Undesirable 是當(dāng)今文獻報道中比較常見的農(nóng)業(yè)生態(tài)效率測算法。由于需要考慮將碳排放和污染排放作為非期望產(chǎn)出指標(biāo)納入最終測算過程，因此，相比其他模型而言，能夠更加突出對農(nóng)業(yè)投入、期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出的平衡，更能夠體現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)化發(fā)展的內(nèi)涵，測算原理已被多篇文獻引用[7,8,13]。測算過程通過MaxDEA ultra.7.0 軟件進行。

2 研究結(jié)果與討論

2.1 縣域單元之間農(nóng)業(yè)生態(tài)效率整體差異分析

根據(jù)上述數(shù)據(jù)來源和研究方法，文章測算了2008—2016年承德市所屬縣級單位及周8 縣邊共19 個縣級單位，包含非期望產(chǎn)出的農(nóng)業(yè)生態(tài)效率，計算結(jié)果見表2。

表2 承德市及周邊共19 個縣級單位農(nóng)業(yè)生態(tài)效率

為進行直觀的比較性分析，研究還通過SBM 模型測算 了2008—2016年承德市及周邊共19 個縣級單位的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率（不考慮非期望產(chǎn)出）。并將傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率 與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率進行比較分析結(jié)果列于圖1。

如圖1所示：2008—2016年傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率始終高于0.75，而農(nóng)業(yè)生態(tài)效率在2011—2015年低于0.75，而后緩慢上升，農(nóng)業(yè)生態(tài)效率的變化趨勢大致和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的變化趨勢一致，但傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率始終高于農(nóng)業(yè)生態(tài)效率。當(dāng)不考慮環(huán)境因素時，所研究的全部縣域傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率平均值為0.827，考慮環(huán)境因素的農(nóng)業(yè)生態(tài)效率均值為0.758，此時農(nóng)業(yè)生態(tài)效率能夠更加真實地反映地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟、資源以及環(huán)境之間的發(fā)展現(xiàn)狀。整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，粗放式投入生產(chǎn)要素的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式雖然提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，但是環(huán)境破壞較為嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)面源污染和農(nóng)業(yè)碳排放造成了較大的效率損失。綜上所述并結(jié)合縣情可知，2012年后各縣域加強了生態(tài)治理，使得農(nóng)業(yè)污染問題得到部分改善，但年份地區(qū)均值農(nóng)業(yè)生態(tài)效率距離效率前沿還有24.2%的差距，仍有較大的提升空間。

2.2 農(nóng)業(yè)生態(tài)效率的演變趨勢

農(nóng)業(yè)生態(tài)效率反映不同地區(qū)對農(nóng)業(yè)生態(tài)資源配置的綜合能力。由規(guī)模報酬可變的角度，將農(nóng)業(yè)生態(tài)效率分解為純技術(shù)效率和規(guī)模效率。其中，純技術(shù)效率反映出不同地區(qū)在農(nóng)業(yè)生態(tài)發(fā)展中的管理水平，而規(guī)模效率反映出不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)生態(tài)發(fā)展的規(guī)模水平。在進行農(nóng)業(yè)生態(tài)效率的演變趨勢分析前，研究首先將農(nóng)業(yè)生態(tài)效率分解成為農(nóng)業(yè)純技術(shù)效率和農(nóng)業(yè)規(guī)模效率，然后從年份和縣域的角度對農(nóng)業(yè)生態(tài)效率進行分析。在時間維度上，2008—2016年的農(nóng)業(yè)生態(tài)效率均值為0.758，處于中等偏上水平，并呈現(xiàn)了“增長—下降—增長”的趨勢（圖2）。2015年以前，純技術(shù)效率水平是制約農(nóng)業(yè)生態(tài)效率提升的主要原因；2015年開始，純技術(shù)效率不斷提高，規(guī)模效率下降成為制約農(nóng)業(yè)生態(tài)效率提升的主要原因。2012年的農(nóng)業(yè)生態(tài)效率最低，為0.697，表明該年份在農(nóng)業(yè)生態(tài)資的利用上存在投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)失衡的問題。規(guī)模效率整體高于純技術(shù)效率，且純技術(shù)效率與技術(shù)效率的變化曲線更為接近，揭示出管理水平是制約農(nóng)業(yè)生態(tài)效率發(fā)展的主要因素。但各個地區(qū)主要通過擴大投入規(guī)模來提升效率，忽視了管理水平對農(nóng)業(yè)生態(tài)效率的制約，需要引起足夠的重視。

在縣域維度上研究農(nóng)業(yè)生態(tài)效率的演變趨勢，結(jié)果見圖2。由表1可見，農(nóng)業(yè)生態(tài)效率均值為1 的地區(qū)共有5個，分別是寬城縣、平泉縣級市、興隆縣、遷安縣級市、赤城縣，實現(xiàn)了DEA 有效，投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)比較合理。效率最低的5 個地區(qū)分別是隆化縣、營子區(qū)、盧龍、圍場縣、豐寧縣，效率均值都在0.55 以下，究其原因可能與縣域內(nèi)存在嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)生態(tài)資源浪費有關(guān)。從純技術(shù)效率來看，盧龍縣、圍場縣、豐寧縣等3 個地區(qū)的純技術(shù)效率低于0.5，表明該地區(qū)管理水平落后；從規(guī)模效率來看，雙橋區(qū)和營子區(qū)規(guī)模效率較低，在0.6 以下，各縣域均有較大的提升空間。

2.3 基于2016年農(nóng)業(yè)生態(tài)效率的投影分析

本節(jié)將通過投影分析對2016年DEA 無效數(shù)據(jù)進行深入探討（表3）。通過前節(jié)的研究可知，2016年共有6 個地區(qū)為DEA 無效，可能存在投入、非期望產(chǎn)出冗余和產(chǎn)出不足的問題，可通過減少投入、非期望產(chǎn)出或者增加產(chǎn)出來解決。通過SBM 模型的運算可以得到各個指標(biāo)松弛變量，而投入冗余率（產(chǎn)出不足率）=松弛變量/原始值。以遵化縣級市為例，從投入來看，農(nóng)業(yè)人數(shù)、化肥投入、農(nóng)藥投入、灌溉投入、土地投入、農(nóng)膜投入需要分別減少0.00 %、44.31 %、65.83 %、18.42 %、2.78 %、55.34 %。從期望產(chǎn)出來看，不存在產(chǎn)出不足；從非期望來看，污染數(shù)需要減少44.94 %，才能達到DEA 有效。

表3 投影分析結(jié)果

3 政策建議

研究結(jié)果表明，所選縣域傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率明顯高于農(nóng)業(yè)生態(tài)效率，且近一半縣處于低傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和低農(nóng)業(yè)生態(tài)效率的狀態(tài)，提示資源浪費和農(nóng)業(yè)污染問題嚴(yán)重；各縣的農(nóng)業(yè)生態(tài)效率存在一定差異，規(guī)模效率整體高于純技術(shù)效率，且純技術(shù)效率與技術(shù)效率的變化曲線更為接近，揭示管理水平是制約農(nóng)業(yè)生態(tài)效率發(fā)展的主要因素。值得注意的是，目前各地區(qū)主要通過擴大投入規(guī)模來提升產(chǎn)能效率，往往忽視了管理水平對農(nóng)業(yè)生態(tài)效率的制約。且農(nóng)藥、農(nóng)膜和化肥等要素的適當(dāng)投入對提升農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、避免資源浪費和環(huán)境污染至關(guān)重要?；谝陨涎芯拷Y(jié)論，本文提出以下政策建議。

（1）降低非期望產(chǎn)出，保障土地資源利用的可持續(xù)性發(fā)展：加強基礎(chǔ)農(nóng)業(yè)設(shè)施的建設(shè)，從合理分配土地使用資源和提高耕作效率上著手，并兼?zhèn)浞罏?zāi)減災(zāi)應(yīng)急機制，保障農(nóng)耕活動有序進行。對于化肥、農(nóng)藥的使用要嚴(yán)格把關(guān)，積極推廣生物防治工作。

（2）減少現(xiàn)代技術(shù)的粗放應(yīng)用，健全生態(tài)環(huán)境保障機制：在保障農(nóng)民基本利益的基礎(chǔ)上，推動生態(tài)農(nóng)業(yè)運作模式的發(fā)展，充分利用生態(tài)補償機制，因地制宜地發(fā)展本地特色農(nóng)業(yè)，積極引入現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。

（3）加強農(nóng)業(yè)精細化管理，提高農(nóng)民素質(zhì)：加強生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)理念宣傳，加大新型職業(yè)農(nóng)民培養(yǎng)力度，并與專項人才引進相結(jié)合，提高農(nóng)民生產(chǎn)素質(zhì)。