基于DEA-Malmquist 指數(shù)模型的江蘇省農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)效率分析

朱詩穎

(南京財(cái)經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 210023)

一、 引言

農(nóng)業(yè)是立國(guó)之本、安民之基，是關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定、健康發(fā)展的關(guān)鍵。 江蘇省作為農(nóng)業(yè)大省，2020年農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值達(dá)4102.2 億元，排名全國(guó)第四。 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的雄厚為江蘇經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展提供了動(dòng)力和支持，但也帶來了諸多資源與環(huán)境問題。 農(nóng)村勞動(dòng)力減少，造成人口資源與耕地矛盾激化；農(nóng)藥化肥不當(dāng)使用，引起土壤污染、結(jié)構(gòu)破壞；水體中氮磷含量過高，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化、水污染日益嚴(yán)重，種種現(xiàn)象不僅威脅著農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全，也破壞了人們的生存環(huán)境。 如何實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，在注重生態(tài)安全的前提下保持農(nóng)業(yè)的高效增長(zhǎng)，是江蘇農(nóng)業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的重點(diǎn)與難點(diǎn)。 因此，研究農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，構(gòu)建可持續(xù)生產(chǎn)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，測(cè)算當(dāng)前江蘇省農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)的效率以發(fā)現(xiàn)存在的問題，將具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)意義。

學(xué)界關(guān)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的研究成果已十分豐富。 1957 年，F(xiàn)arrell[1]首次提出利用數(shù)學(xué)規(guī)劃尋找效率前沿來分析英國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，這種方法被廣泛認(rèn)為是數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)的原型。 此后，越來越多學(xué)者開始研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率問題，DEA 也逐漸成為測(cè)算農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率運(yùn)用最廣泛的方法之一，Reig-Martínez 等[2]利用 DEA 模型評(píng)估了西班牙地中海地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。 在評(píng)價(jià)可持續(xù)農(nóng)業(yè)方面，朱付彪等[3]將超效率DEA 與 Malmquist 指數(shù)模型結(jié)合，測(cè)算了長(zhǎng)江黃河源區(qū)內(nèi)高寒草地畜牧業(yè)的生態(tài)效率，并考察其時(shí)空變化；趙坤[4]運(yùn)用DEA 方法對(duì)內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展效率進(jìn)行評(píng)價(jià)；侯佳等[5]采用DEA 模型探討了河北省農(nóng)業(yè)資源的可持續(xù)利用水平，得出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素投入需進(jìn)一步優(yōu)化配置的結(jié)論。

現(xiàn)有相關(guān)研究多從全國(guó)或省級(jí)層面展開，但還未有將江蘇省農(nóng)業(yè)可持續(xù)性與生產(chǎn)效率結(jié)合的案例。 本文在前人的研究基礎(chǔ)上，選取江蘇省作為實(shí)證對(duì)象，借助DEA 方法和Malmquist 指數(shù)模型，量化分析“十三五”時(shí)期江蘇13 個(gè)地級(jí)市的農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)效率，挖掘其區(qū)域差異和動(dòng)態(tài)演變，從而為提高江蘇省農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)水平的相關(guān)決策和研究提供理論參考。

二、 研究方法和數(shù)據(jù)來源

(一)研究方法

1. 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(DEA)

DEA 是由 Charnes、Cooper 等學(xué)者于 1978 年創(chuàng)建的一種從相對(duì)效率出發(fā)的評(píng)價(jià)方法[6]，它將各被評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)體視為一個(gè)決策單元(DMU)，分析其投入產(chǎn)出指標(biāo)以確定有效生產(chǎn)邊界，并根據(jù)與有效生產(chǎn)邊界的距離計(jì)算出各DMU 的效率值，效率值決定了不同決策單元的效率差異。 DEA 的基本模型有兩種形式，即固定規(guī)模收益模型(CRS 或CCR 模型)和可變規(guī)模收益模型(VRS 或BCC 模型)。 在規(guī)模報(bào)酬可變的情況下，技術(shù)效率可分解為純技術(shù)效率和規(guī)模效率，若決策單元的效率值若為1，則表示該決策單元DEA 有效，否則為DEA 無效。

2. Malmquist 生產(chǎn)率指數(shù)法

由于傳統(tǒng)DEA 只能反映同一時(shí)期決策單元的靜態(tài)效率情況，而不同年份的效率值不具有可比性，不能簡(jiǎn)單地以每年的效率結(jié)果進(jìn)行時(shí)序?qū)Ρ确治?，因此本文引入Malmquist 指數(shù)模型，與DEA 方法結(jié)合測(cè)算生產(chǎn)效率，不僅可以處理包含多個(gè)時(shí)間點(diǎn)觀測(cè)值的面板數(shù)據(jù)，分析其對(duì)技術(shù)效率的變動(dòng)情況，同時(shí)能夠?qū)夹g(shù)水平的變化進(jìn)行測(cè)定。

Malmquist 生產(chǎn)率指數(shù)由經(jīng)濟(jì)學(xué)家Malmquist 于1953 年提出，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)率變化的測(cè)算[7]，它基于一個(gè)距離函數(shù)來衡量全要素生產(chǎn)率(TFP)的變化，TFP 又可分解為技術(shù)進(jìn)步變化和技術(shù)效率變化。 主要有兩種測(cè)量方法:一種是非參數(shù)DEA 方法；另一種是隨機(jī)邊界分析法，即SFA 法。 當(dāng)非參數(shù)DEA 方法用于產(chǎn)出導(dǎo)向的Malmquist 生產(chǎn)率指數(shù)時(shí)，大于1 的結(jié)果表示TFP 從時(shí)間t到時(shí)間t＋1 正增長(zhǎng)；反之為負(fù)增長(zhǎng)。

(二)數(shù)據(jù)來源和指標(biāo)選取

本文面板數(shù)據(jù)來自2016 ～2020 年江蘇統(tǒng)計(jì)年鑒，采用江蘇省13 個(gè)地級(jí)市的農(nóng)業(yè)投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)，選取其中的農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值作為產(chǎn)出指標(biāo)，農(nóng)村勞動(dòng)力資源、農(nóng)用機(jī)械總動(dòng)力、農(nóng)用化肥(折純)使用量、農(nóng)作物總播種面積4 個(gè)與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展相關(guān)的指標(biāo)為投入指標(biāo)(如表1 所示)。 為使DEA 評(píng)價(jià)結(jié)果具有合理的判別程度，參考集合中的元素個(gè)數(shù)(DMU)與投入產(chǎn)出指標(biāo)個(gè)數(shù)的乘積應(yīng)保持適當(dāng)?shù)臄?shù)量關(guān)系。 本研究共有1 個(gè)產(chǎn)出指標(biāo)和4 個(gè)投入指標(biāo)，樣本量為13，是投入產(chǎn)出指標(biāo)兩倍以上的乘積，可以認(rèn)為DEA 評(píng)價(jià)結(jié)果具有較強(qiáng)的判別性。

表1 農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)

三、 實(shí)證分析

本研究利用DEAP2.1 軟件進(jìn)行實(shí)證分析，對(duì)江蘇省13 個(gè)地級(jí)市農(nóng)業(yè)投入產(chǎn)出的面板數(shù)據(jù)分別進(jìn)行基于DEA 模型的靜態(tài)分析和基于Malmquist 生產(chǎn)率指數(shù)的動(dòng)態(tài)分析，得出全省及各市的農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)效率值。

(一)DEA 模型的靜態(tài)分析

2016 年與2020 年江蘇省13 市農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)的技術(shù)效率值、純技術(shù)效率值和規(guī)模效率值如表2 所示。

表2 江蘇省13 市2016 年及2020 年農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)效率值

技術(shù)效率能夠綜合衡量與評(píng)價(jià)各地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的資源配置能力和資源利用效率。 從技術(shù)效率指數(shù)看，江蘇全省農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)效率在2016 年和2020 年均未達(dá)到DEA 有效，技術(shù)效率平均值分別為0.697 與0.749，整體雖呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，但仍處于較低范疇。 從市級(jí)角度看，除無錫市外，其余12 市2020 年的農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)技術(shù)效率均比2016 年有所提升。 其中，南京和蘇州兩市均達(dá)到生產(chǎn)前沿面，技術(shù)有效且規(guī)模有效，表明這兩個(gè)城市的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)的資源配置和資源利用。 2020 年，連云港、淮安和宿遷三市技術(shù)效率值仍低于0.6，應(yīng)注重提高農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)的供給管理水平，同時(shí)擴(kuò)大投入以達(dá)到最佳規(guī)模。

純技術(shù)效率反映地區(qū)在一定的技術(shù)水平下投入資源的生產(chǎn)效率，受管理水平和技術(shù)因素的影響。如表2 所示，江蘇省農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)的純技術(shù)效率呈現(xiàn)小幅上升趨勢(shì)，2020 年相比2016 年增長(zhǎng)了0.028。 2016 年和2020 年均有6 市實(shí)現(xiàn)純技術(shù)效率有效，這些地區(qū)在農(nóng)業(yè)管理和技術(shù)等方面較為先進(jìn)，使得投入能夠?qū)崿F(xiàn)最大化產(chǎn)出。 2016 年純技術(shù)效率值低于江蘇省平均水平的城市有5 個(gè)，2020 年下降為4 個(gè)，尤其是淮安市和宿遷市遠(yuǎn)低于江蘇省平均值，須進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)的管理和技術(shù)水平。

規(guī)模效率能夠體現(xiàn)區(qū)域農(nóng)業(yè)是否處于可持續(xù)生產(chǎn)的最優(yōu)規(guī)模。 表2 顯示，全省規(guī)模效率總體有所進(jìn)步，但僅南京和蘇州兩地達(dá)到農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)規(guī)模最優(yōu)，其余各市規(guī)模效率均不足，導(dǎo)致技術(shù)效率損失。 2020 年，徐州和鹽城的規(guī)模效率值水平排在全省末位，應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)的投入，以達(dá)到最佳的規(guī)模。 2020 年規(guī)模收益遞增的地區(qū)有無錫、常州和鎮(zhèn)江，可以合理加大農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)的投入力度，進(jìn)一步提高規(guī)模效益；而規(guī)模收益遞減的地區(qū)包括徐州、南通、連云港等8 市，未來應(yīng)注意改善資金的使用方向。

(二)Malmquist 指數(shù)的動(dòng)態(tài)分析

通過Malmquist 生產(chǎn)效率指數(shù)分析，繪制5 年來江蘇省13 個(gè)地級(jí)市農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率及其構(gòu)成要素變化表。

如表3 所示，2016 ～2020 年江蘇全省農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率(tfpch)均值達(dá)到1.029，表明5 年來江蘇省整體的農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率年均增長(zhǎng)2.9%，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)呈現(xiàn)出持續(xù)發(fā)展的積極態(tài)勢(shì)。 從全要素生產(chǎn)率變動(dòng)指數(shù)分解結(jié)果看，技術(shù)進(jìn)步(pech)變化較小，技術(shù)效率(effch)變動(dòng)較大，平均增長(zhǎng)2.0%，其兩個(gè)分解指數(shù)，純技術(shù)效率(pech)和規(guī)模效率(sech)分別貢獻(xiàn)了0.9%和1.1%的增長(zhǎng)率，對(duì)江蘇省農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)效率變動(dòng)起決定性作用。

表 3 2016～2020 年江蘇省 13 市 Malmquist 指數(shù)變化

省內(nèi)13 市中，除無錫和蘇州外，其余11 市的農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率指數(shù)均大于1，可見江蘇省絕大部分地區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)生產(chǎn)效率都在不斷提升，發(fā)展趨勢(shì)良好。 其中，改善最大的是南京市，因技術(shù)進(jìn)步促使生產(chǎn)效率增長(zhǎng)了6.8%，表明農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)技術(shù)和方法得到了深入推廣和應(yīng)用。 相反蘇州市受技術(shù)進(jìn)步指數(shù)影響，可持續(xù)生產(chǎn)率有所降低。 無錫市由于處于規(guī)模收益遞減階段，技術(shù)效率下降，總生產(chǎn)效率降低。 從增長(zhǎng)動(dòng)因上看，各市農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)效率的提升主要源自技術(shù)效率的提高，而受限于技術(shù)進(jìn)步的不足。 表3 顯示，多達(dá)6 市，相當(dāng)于全省一半地區(qū)技術(shù)進(jìn)步指數(shù)在2016 ～2020 年期間整體呈下降趨勢(shì)，其中無錫市最低，受影響最大。 此外，淮安市和宿遷市應(yīng)努力提升純技術(shù)效率，無錫、鎮(zhèn)江和泰州市在規(guī)模效率方面還有待進(jìn)步。

四、 結(jié)論

本文對(duì)相關(guān)研究背景進(jìn)行了介紹，并通過文獻(xiàn)回顧了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及其生產(chǎn)效率評(píng)價(jià)的研究現(xiàn)狀，進(jìn)而運(yùn)用DEA 方法，結(jié)合Malmquist 指數(shù)模型，實(shí)證分析了近五年來江蘇省農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)效率。 針對(duì)實(shí)證分析的結(jié)果及其體現(xiàn)的問題，結(jié)論部分給出如下對(duì)策建議，討論江蘇省各地區(qū)如何因地制宜加快農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)效益。

(一)提升農(nóng)業(yè)管理水平和資源配置能力

2016～2020 年江蘇省絕大部分地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)的技術(shù)效率雖較高，但就2020 年而言，其值并不理想，仍有7 市存在純技術(shù)效率損失，尤其是連云港、淮安和宿遷市，水平較低，未來要注重提高農(nóng)業(yè)的管理水平以及優(yōu)化資源配置的能力，從內(nèi)部發(fā)掘農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Α?一是對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的引進(jìn)給予技術(shù)培訓(xùn)和維護(hù)服務(wù)，使其得到最大化利用，避免使用率不高而導(dǎo)致農(nóng)業(yè)投入成本的無效增加。 二是指導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)定量施肥，保護(hù)耕地資源，避免化肥施用過多導(dǎo)致土壤板結(jié)、養(yǎng)分流失，提高投入產(chǎn)出效率，還可以通過財(cái)政手段鼓勵(lì)農(nóng)民使用有機(jī)肥替代化肥，保持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入品減量增效。

(二)加強(qiáng)農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)技術(shù)的研發(fā)和推廣

江蘇省整體農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步率雖呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，但近一半地區(qū)技術(shù)進(jìn)步指數(shù)5 年內(nèi)下降。 這與各市的農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新程度相關(guān)，未來要將提高農(nóng)業(yè)技術(shù)水平作為重點(diǎn)任務(wù)，才能實(shí)現(xiàn)全省全地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)率正增長(zhǎng)。 一方面需要加強(qiáng)農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)技術(shù)的研發(fā)，通過構(gòu)建政產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系，吸引各類企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)共同參與技術(shù)研發(fā)；另一方面應(yīng)加強(qiáng)農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)技術(shù)的推廣，培養(yǎng)和引進(jìn)技術(shù)型人才，同時(shí)建設(shè)生態(tài)技術(shù)示范基地，提高農(nóng)民應(yīng)用農(nóng)業(yè)綠色技術(shù)的意愿。

(三)因地制宜調(diào)整和優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模

根據(jù)江蘇省各農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)的規(guī)模效益，除南京和蘇州以外的各市，尤其是無錫、鎮(zhèn)江和泰州市目前的農(nóng)業(yè)規(guī)模與投入產(chǎn)出不相匹配，需進(jìn)一步調(diào)整和優(yōu)化。 農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展要求我們不能單純通過擴(kuò)大種植和養(yǎng)殖面積來提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率，而要科學(xué)測(cè)算、合理確定種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模，注重農(nóng)業(yè)的生態(tài)布局，使其往整體化、規(guī)?；⒓s化方向發(fā)展，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化農(nóng)業(yè)投入結(jié)構(gòu)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模效率，推動(dòng)農(nóng)業(yè)走上高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)、低耗的可持續(xù)發(fā)展之路。