基于DEA模型的河南省糧食生產(chǎn)要素投入效率評(píng)價(jià)分析

摘 要 運(yùn)用DEA模型和DEAP軟件，對(duì)2016年河南省18個(gè)省轄市糧食生產(chǎn)主要投入要素效率進(jìn)行分析，包括各個(gè)市的綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率。結(jié)果顯示：18個(gè)省轄市中，綜合效率達(dá)到最佳的只有鶴壁和駐馬店，純技術(shù)效率為1的有鶴壁、信陽(yáng)、周口、駐馬店和濟(jì)源;除了農(nóng)業(yè)投入和地理位置等自然條件外，農(nóng)業(yè)資源的配置是否合理也是導(dǎo)致規(guī)模報(bào)酬存在差異的原因;合理調(diào)整農(nóng)業(yè)資源的分配，鼓勵(lì)農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，對(duì)提高農(nóng)業(yè)效率，促進(jìn)新型農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)體的興起和其可持續(xù)的綠色發(fā)展具有不可忽視的作用。

關(guān)鍵詞 DEA模型;糧食生產(chǎn)要素;投入效率;河南省

中圖分類(lèi)號(hào)：F323.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.31.014

“三農(nóng)”一直以來(lái)都是國(guó)家重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象，農(nóng)業(yè)又是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。河南省作為農(nóng)業(yè)大省，在糧食安全上發(fā)揮著不可替代的作用。糧食產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)的成就背后，來(lái)源于大量化肥、農(nóng)藥等工業(yè)品生產(chǎn)要素投入。在這種粗獷的生產(chǎn)方式下，帶來(lái)了一系列問(wèn)題：土壤污染、水質(zhì)變差等，這不僅不利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)的發(fā)展，而且對(duì)人們的身體健康和食品安全帶來(lái)了危害。如何在保證產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，把這些負(fù)面作用減少到最低，避免生產(chǎn)要素的冗余，提高糧食生產(chǎn)的效率顯得尤為重要。

1 ?前人研究進(jìn)展

目前對(duì)糧食生產(chǎn)效率的研究很豐富，學(xué)者們的觀點(diǎn)隨著不同的農(nóng)業(yè)發(fā)展階段，研究側(cè)重點(diǎn)也有所不同。學(xué)者們集中研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的計(jì)算方法和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，致力于擴(kuò)大規(guī)模，增加產(chǎn)量，解決人們基本的溫飽問(wèn)題。張敏如（1962）提出“正確計(jì)算農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率的意義，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率是指單位勞動(dòng)時(shí)間內(nèi)所生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，或生產(chǎn)單位農(nóng)產(chǎn)品所需要的勞動(dòng)時(shí)間?！彪S著改革開(kāi)放到來(lái)，農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施也明顯加強(qiáng)，生產(chǎn)條件大大改善。此時(shí)對(duì)農(nóng)業(yè)效率的研究集中于不同地區(qū)的不同省份之間農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的研究及地區(qū)之間的比較研究。例如，張淑輝等（2012）采用典型相關(guān)分析方法，構(gòu)建了山西農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)及其影響因素的典型相關(guān)模型，分析了各影響因素對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的作用程度，為實(shí)現(xiàn)山西農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)增長(zhǎng)的政策措施提供客觀依據(jù)。李中東等（2019）運(yùn)用超效率DEA 和Malmquist 指數(shù)的方法，對(duì)2011—2016年間的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)只有少數(shù)地級(jí)市生產(chǎn)效率有效，但是在時(shí)間對(duì)比和空間對(duì)比中發(fā)現(xiàn)17個(gè)地市的全要素生產(chǎn)率都在穩(wěn)步上升[1]。何永華等（2019）對(duì)江西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率進(jìn)行了研究，認(rèn)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率總體上是逐年遞增的，但在主要生產(chǎn)要素投入指標(biāo)上的投入力度和利用率需要調(diào)整[2]。由此可知，對(duì)農(nóng)業(yè)效率研究得出的結(jié)果，是我國(guó)生產(chǎn)效率在不斷提升，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不斷進(jìn)步，但普遍未達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。

如何實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)要素投入發(fā)揮其最大作用，服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)？學(xué)者們對(duì)該問(wèn)題有以下研究。黃季焜（2005）基于標(biāo)準(zhǔn)的Divisia 指數(shù)，研究發(fā)現(xiàn)中國(guó)主要糧食的全要素增長(zhǎng)率為2%，認(rèn)為產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)不能靠化肥農(nóng)藥的過(guò)度投入[3]。但在過(guò)去20多年，中國(guó)農(nóng)業(yè)則是依靠投入增長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷增長(zhǎng)。環(huán)境意識(shí)和資源約束要求減少投入，因此中國(guó)未來(lái)的農(nóng)業(yè)發(fā)展不能過(guò)分依賴(lài)于投入增長(zhǎng)，而要依靠農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率的增長(zhǎng)和對(duì)產(chǎn)出貢獻(xiàn)的增加。揭示了我國(guó)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)的增長(zhǎng)過(guò)分依賴(lài)于生產(chǎn)要素的投入，這不是好現(xiàn)象，而注重利用效率將是未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的突破口。與此同時(shí)，現(xiàn)有文獻(xiàn)中，對(duì)河南省糧食生產(chǎn)效率的研究也有不少，例如，薛龍等（2013）發(fā)現(xiàn)規(guī)模效率低下是制約河南省糧食生產(chǎn)綜合技術(shù)效率的主要原因。楊鶴鶴等（2018）研究表明，在研究期內(nèi)，河南省糧食生產(chǎn)主要投入要素效率，經(jīng)歷了由規(guī)模效益遞增到規(guī)模效益遞減的轉(zhuǎn)變過(guò)程，要素投入冗余很大，有明顯的優(yōu)化空間[4]。贠鴻婉等（2010）運(yùn)用DEA方法研究分析了1990—2008 年河南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入要素方面的運(yùn)行效率，發(fā)現(xiàn)有4年存在投入過(guò)多，要素投入有松弛量，尤其是農(nóng)牧漁林勞動(dòng)力、化肥施用量和農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力的投入[5]。由此看來(lái)，在以往研究中，多集中于河南省整體生產(chǎn)效率的分析，對(duì)河南省內(nèi)具體省轄市之間生產(chǎn)效率的研究也有，但相對(duì)較少。本文就利用可變規(guī)模的DEA模型—VRS模型對(duì)河南省內(nèi)18個(gè)省轄市的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率進(jìn)行了具體分析，目的是促進(jìn)河南省18個(gè)省轄市生產(chǎn)效率組合的優(yōu)化和提升，在成本最低的情況下，仍繼續(xù)保持糧食產(chǎn)量的增加。

2 ?河南省糧食生產(chǎn)要素投入效率評(píng)價(jià)

2.1 ?模型選取

本文運(yùn)用的數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（Data Envelopment Analysis，簡(jiǎn)稱(chēng)DEA）模型，自1978年由美國(guó)著名運(yùn)籌學(xué)家A. Charnes和W. W. Cooper首次提出以來(lái)，已廣泛應(yīng)用于不同行業(yè)及部門(mén)，它是根據(jù)多項(xiàng)投入指標(biāo)和多項(xiàng)產(chǎn)出指標(biāo)，利用線(xiàn)性規(guī)劃的方法，以相對(duì)效率為基礎(chǔ)，用于評(píng)價(jià)相同部門(mén)或決策單元間相對(duì)有效性的一種數(shù)量分析方法。尤其在處理多指標(biāo)投入和多指標(biāo)產(chǎn)出方面，具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的投入要素眾多，其產(chǎn)出也豐富多樣，運(yùn)用該模型符合農(nóng)業(yè)一般投入-產(chǎn)出的模型的特征。

（1）

本研究選取可變規(guī)模報(bào)酬模型，其設(shè)定如下：（1）式中，θ為決策單元的效率;ε為非阿基米德無(wú)窮小量;xj和yj為第j個(gè)決策單元的投入和產(chǎn)出量;λj為第j個(gè)決策單元的權(quán)值;s+和s-為松弛量，若θ<1，s+、s-不全為0，表明決策單元處于DEA無(wú)效率狀態(tài);若θ=1，s+、s-有一個(gè)不為0，則表明決策單元處于效率弱有效狀態(tài);若θ=1，s+、s-均為0，則表明決策單元處于DEA有效狀態(tài)。

2.2 ?數(shù)據(jù)來(lái)源

本文數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家統(tǒng)計(jì)局和2016 年《河南省統(tǒng)計(jì)年鑒》。選取該年河南省糧食作物主要農(nóng)資使用總量的投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)作為測(cè)算依據(jù)。其中，產(chǎn)出指標(biāo)是糧食總產(chǎn)量;農(nóng)藥、化肥、用電量等投入是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的中間消耗部分，也是影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的重要指標(biāo)，作為投入指標(biāo)。

2.3 ?計(jì)量結(jié)果分析

2.3.1 ?各個(gè)省轄市化肥、農(nóng)藥的使用效率和松弛

從表1可以看出，隨著國(guó)家一直以來(lái)對(duì)農(nóng)業(yè)的重視，農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷創(chuàng)新及人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，化肥和農(nóng)藥的使用量呈下降趨勢(shì)，河南省轄市之間的化肥和農(nóng)藥的使用量上有著一定的差距，其所帶來(lái)的收益差距也不小。例如在農(nóng)藥使用量相差不大的情況下，平頂山使用的化肥折純量比洛陽(yáng)多了13.67萬(wàn)噸，但產(chǎn)量上卻比洛陽(yáng)少了24.64萬(wàn)噸。

從表2可以看出，2016年，各個(gè)省轄市的產(chǎn)出指標(biāo)的松弛變量均為0.00，表明未出現(xiàn)產(chǎn)出不足和產(chǎn)出過(guò)多的現(xiàn)象，糧食的產(chǎn)出量達(dá)到了最優(yōu)狀態(tài)?；释度胫笜?biāo)的松弛變量也均為0.00，說(shuō)明化肥的投入不存在浪費(fèi)。農(nóng)藥投入指標(biāo)的松弛變量中，省轄市之間存在差異，其中鄭州、平頂山、安陽(yáng)、鶴壁、濮陽(yáng)、許昌、漯河、駐馬店這八個(gè)省轄市的農(nóng)藥不存在浪費(fèi)現(xiàn)象，而開(kāi)封、洛陽(yáng)、新鄉(xiāng)、焦作、三門(mén)峽、南陽(yáng)、商丘、信陽(yáng)、周口、濟(jì)源這10個(gè)省轄市存在農(nóng)藥投入量的冗余，造成了一定的要素浪費(fèi)，由此可見(jiàn)，在產(chǎn)出不變的條件下，分別減少投入0.024、0.028、0.011、0.042、0.061、0.136、0.317、0.095、0.263、0.011個(gè)單位量的農(nóng)藥，即可達(dá)到最優(yōu)。可以看出，在河南省不同省轄市和不同投入組合下，要素的利用程度和冗余程度有差異，可以通過(guò)對(duì)投入要素規(guī)模的調(diào)整來(lái)達(dá)到生產(chǎn)效率的最優(yōu)組合，實(shí)現(xiàn)各省轄市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的DEA有效。

2.3.2 ?各省轄市總體生產(chǎn)要素投入量的分析

通過(guò)將3個(gè)投入指標(biāo)和1個(gè)產(chǎn)出指標(biāo)進(jìn)行DEA 的VRS模型分析，采用Deap 2.1軟件計(jì)算，得到表3的結(jié)果。

由表中數(shù)據(jù)可以看出，1）18個(gè)省轄市的綜合效率水平最高值為1，最低值為0.456，說(shuō)明省轄市之間的差距較大。鶴壁和駐馬店的綜合技術(shù)效率為1，技術(shù)效率達(dá)到了最佳水平。同時(shí)可觀察到，純技術(shù)水平達(dá)到1的情況下，綜合效率未必最優(yōu)，可知綜合效率的提高，不僅受純技術(shù)效率的影響，也受規(guī)模效率的影響，二者共同作用于綜合效率。2）省轄市的純技術(shù)效率平均值0.826，相對(duì)來(lái)說(shuō)偏高，其中鶴壁、信陽(yáng)、周口、濟(jì)源和駐馬店均為1，該狀態(tài)下這5個(gè)地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的投入產(chǎn)出效率最優(yōu)，若想增加產(chǎn)出，在現(xiàn)有水平下，需增加生產(chǎn)要素的投入才能達(dá)到。剩余的省轄市均未達(dá)到最優(yōu)化狀態(tài)，存在要素投入的冗余或者不足現(xiàn)象。3）規(guī)模效率各個(gè)省轄市之間的差距不大，普遍位于0.8左右，平均值偏高為0.838。除鶴壁和駐馬店的規(guī)模報(bào)酬不變外，規(guī)模報(bào)酬遞減的省轄市有13個(gè)，規(guī)模報(bào)酬遞增的有3個(gè)。基于此現(xiàn)象，對(duì)于規(guī)模報(bào)酬遞減的13個(gè)省轄市來(lái)說(shuō)，表明其2016年的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，在現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)水平條件下，農(nóng)作物生產(chǎn)處于過(guò)度投入狀態(tài)，資源利用率低，造成過(guò)高的成本。對(duì)于規(guī)模報(bào)酬遞增的3個(gè)省轄市來(lái)說(shuō)，可以考慮繼續(xù)開(kāi)發(fā)其耕地資源，進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，充分利用其規(guī)模報(bào)酬的優(yōu)勢(shì)，挖掘生產(chǎn)潛力，加大農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模，達(dá)到最優(yōu)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綜合效率。省轄市之間的差距也可能是由于地區(qū)環(huán)境等自然條件的不同而導(dǎo)致的。

表4顯示的是在原有產(chǎn)出不變的前提下，每種投入要素應(yīng)該改變多少，才能達(dá)到效率最高。不難看出，鄭州、鶴壁、濮陽(yáng)、信陽(yáng)、周口、駐馬店和濟(jì)源的DEA均有效，要素的投入在現(xiàn)有產(chǎn)出下無(wú)需進(jìn)行調(diào)整。其中，化肥折純量冗余量最大的是商丘，需要減少使用量12.424萬(wàn)噸;平頂山次之，需減少1.687萬(wàn)噸;許昌需要減少0.722萬(wàn)噸;最少的是三門(mén)峽，減少0.415萬(wàn)噸即可。農(nóng)藥使用量和柴油使用量總體上的差別量不大，農(nóng)藥使用量冗余量最高的是商丘，柴油使用量冗余量最大的則是鄭州?？赡艿脑蚴牵?）平頂山和三門(mén)峽由于地形多為山地的原因，耕地面積少，在土地資源匱乏的情況下，只能靠大量投入生產(chǎn)要素來(lái)提高產(chǎn)量;而對(duì)于鄭州等幾個(gè)平原地形的省轄市來(lái)說(shuō)，耕地面積較廣闊，更多集中于效率的提升而不是面積的擴(kuò)張。2）伴隨著一系列環(huán)境問(wèn)題的發(fā)生，國(guó)家把環(huán)保放于發(fā)展戰(zhàn)略的重要位置，人們的環(huán)保意識(shí)也有改善，在逐步提高。同時(shí)，在政策的大力支持下，生產(chǎn)者對(duì)化肥的使用總量相對(duì)減少，各個(gè)省轄市也在積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召。3）隨著技術(shù)不斷創(chuàng)新，農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)水平穩(wěn)步提升，更節(jié)能、更高效。

3 ?結(jié)論

總體來(lái)講，河南省各省轄市農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率平均分別達(dá)到了0.690、0.826和0.838，說(shuō)明總體上各省轄市的農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)揮了很大的積極作用。但18個(gè)省轄市的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率各異，規(guī)模效率達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)的不多，通過(guò)DEA 模型分析，可以采取以下幾條有效措施來(lái)促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提高。

1）支持新型農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)體的發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)。目前耕地存在的最大問(wèn)題是耕地的碎片化。對(duì)于推進(jìn)規(guī)?；N植，提出一個(gè)初步構(gòu)想的新型管理方式，即“小農(nóng)戶(hù)-大戶(hù)-企業(yè)”下的共享集約化農(nóng)業(yè)。由各個(gè)農(nóng)民種植大戶(hù)中選出，他們最信賴(lài)的人作為代表，與企業(yè)進(jìn)行交涉。企業(yè)利用小農(nóng)戶(hù)對(duì)大農(nóng)戶(hù)的信任度，解決了治理成本，小農(nóng)戶(hù)也將從中獲利，避免生產(chǎn)的自發(fā)性、無(wú)序性和盲目性，帶來(lái)不必要的損失，使得生產(chǎn)效率低下。

2）提高機(jī)械化水平，更好地促進(jìn)勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移。在機(jī)械化水平不斷提高的情況下，所產(chǎn)生的后果就是實(shí)際所需勞動(dòng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的勞動(dòng)力。促進(jìn)勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移，促使更多農(nóng)民進(jìn)入城市就業(yè)，充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)剩余勞動(dòng)力的價(jià)值，有利于在人力資源方面提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率。

3）優(yōu)化生產(chǎn)要素的組合。純技術(shù)效率在18個(gè)省轄市中，達(dá)到最佳的寥寥無(wú)幾，說(shuō)明還存在較大的調(diào)整空間。建議從化肥、農(nóng)藥、薄膜等生產(chǎn)要素的投入入手，因地制宜地探索適合各個(gè)地區(qū)的最佳投入組合，以達(dá)到生產(chǎn)事半功倍，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，減少人力和資源的浪費(fèi)。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）

收稿日期：2021-07-21

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目“風(fēng)險(xiǎn)抑制與信息甄別：內(nèi)部控制對(duì)食品質(zhì)量安全影響研究”（71503072）。

作者簡(jiǎn)介：田瑞（1996—），女，河南鄭州人，在讀碩士，主要研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、食品安全與信息披露。E-mail：1909174057@qq.com。