山東省糧食生產(chǎn)效率時(shí)空演變及影響因素研究

于元赫，王越，宮大衛(wèi)*

（1.中國(guó)人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院，北京 100872；2.北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，北京 100083）

糧食安全是國(guó)家安全的重要基礎(chǔ)。我國(guó)作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，用全球7.5%的土地養(yǎng)活了占全球22%的人口[1]，因此，糧食安全一直是國(guó)之大計(jì)。隨著我國(guó)城市化和工業(yè)化進(jìn)程的加快，耕地?cái)?shù)量不斷下降[2]。自然資源部2021 年發(fā)布的《第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查主要數(shù)據(jù)公報(bào)》顯示，全國(guó)耕地已減少至19.18 億畝（1 畝=1/15 hm2），人均耕地面積僅1.37 畝?？梢?jiàn)，我國(guó)糧食生產(chǎn)規(guī)模難以持續(xù)擴(kuò)大[3]，當(dāng)不能通過(guò)規(guī)模效應(yīng)提高產(chǎn)能時(shí)，有必要提高單產(chǎn)以確保糧食產(chǎn)量，即提高糧食生產(chǎn)效率?！爸醒胍惶?hào)”文件多次強(qiáng)調(diào)，要穩(wěn)定糧食播種面積和產(chǎn)量，提升糧食單產(chǎn)和品質(zhì)。在實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略過(guò)程中，要促進(jìn)糧食生產(chǎn)發(fā)展、保障國(guó)家糧食安全，就必須將原有依靠農(nóng)業(yè)投入的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變到依靠提高生產(chǎn)效率的路徑上來(lái)[4?5]。因此，合理評(píng)價(jià)糧食生產(chǎn)效率、綜合考察糧食生產(chǎn)效率的影響因素具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

目前，學(xué)術(shù)界圍繞糧食生產(chǎn)效率的研究視角主要集中在糧食生產(chǎn)效率的測(cè)度方法[6?7]、時(shí)空特征[8?9]、空間溢出[10?11]、改善路徑[12?13]和影響因素[14?15]等方面。測(cè)度糧食生產(chǎn)效率的方法主要包括參數(shù)方法（隨機(jī)生產(chǎn)前沿函數(shù)）[16]和非參數(shù)方法（數(shù)據(jù)包絡(luò)分析）[17]，其中，數(shù)據(jù)包絡(luò)分析可以同時(shí)處理多個(gè)輸入和輸出，無(wú)需任何權(quán)重假設(shè)，也無(wú)需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行量綱化處理，并可防止模型設(shè)置錯(cuò)誤，因此大多數(shù)學(xué)者選擇數(shù)據(jù)包絡(luò)分析來(lái)測(cè)算糧食生產(chǎn)效率。近年來(lái)，眾多學(xué)者系統(tǒng)分析了我國(guó)糧食生產(chǎn)效率的時(shí)空變化特征，研究尺度涵蓋了全國(guó)、省域、縣域以及不同流域[3，9，11，15，18?20]，研究充分表明，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和技術(shù)水平的普遍提高，我國(guó)糧食生產(chǎn)效率顯著提升，但存在較為明顯的集聚效應(yīng)和區(qū)域差異。在城市化進(jìn)程加快、耕地資源緊縮以及農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力不足、老齡化的背景下，我國(guó)糧食生產(chǎn)效率的持續(xù)增長(zhǎng)面臨著巨大挑戰(zhàn)。因此，有必要進(jìn)一步探究糧食生產(chǎn)效率的影響因素。一些學(xué)者曾指出，糧食生產(chǎn)效率受耕地、化肥、農(nóng)藥、勞動(dòng)力和農(nóng)業(yè)機(jī)械等多種生產(chǎn)要素的影響[21?23]，然而，近期的研究表明，要素投入對(duì)糧食生產(chǎn)的影響有限，甚至一些生產(chǎn)要素已處于邊際效應(yīng)遞減階段[24]。城鎮(zhèn)化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、自然災(zāi)害、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和非農(nóng)就業(yè)等外部條件對(duì)糧食生產(chǎn)效率的影響受到越來(lái)越多的關(guān)注[25?27]。與以往研究相比，本研究可能的邊際貢獻(xiàn)在于兩方面：一方面，目前對(duì)于糧食生產(chǎn)效率的分析主要以綜合效率為研究對(duì)象，鮮有研究關(guān)注糧食生產(chǎn)純技術(shù)效率和規(guī)模效率，本研究從綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率3 個(gè)角度系統(tǒng)探究山東省糧食生產(chǎn)效率的時(shí)空演變和影響因素，對(duì)現(xiàn)有研究進(jìn)行了有益的拓展和補(bǔ)充；另一方面，現(xiàn)有研究關(guān)于影響因素的分析大多基于投入要素角度，存在內(nèi)生性問(wèn)題，進(jìn)而忽略了自然資源和社會(huì)經(jīng)濟(jì)等外生變量的影響，本研究從經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、自然條件、生產(chǎn)條件、資源稟賦及政策制度等方面選取了相關(guān)指標(biāo)，綜合考察糧食生產(chǎn)效率的影響因素，從而為科學(xué)制定相關(guān)政策提供理論依據(jù)。

山東省擁有豐富的耕地資源，是我國(guó)主要的糧食生產(chǎn)基地，為保障國(guó)家糧食安全作出了重要貢獻(xiàn)。然而，快速的城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進(jìn)程導(dǎo)致耕地資源急劇減少，耕地侵占、撂荒和土地退化等問(wèn)題日益突出[28]，加劇了糧食生產(chǎn)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展之間的矛盾。在國(guó)家糧食安全戰(zhàn)略和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下，深入探究山東省糧食生產(chǎn)效率的時(shí)空演變和影響因素，對(duì)于實(shí)現(xiàn)山東省糧食生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。鑒于此，本研究以山東省134 個(gè)縣（區(qū)）為基本研究單元，構(gòu)建了糧食生產(chǎn)效率的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析測(cè)算了糧食生產(chǎn)綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率，揭示了2000—2019 年山東省糧食生產(chǎn)效率的時(shí)空演變特征。最后，利用Tobit面板回歸模型，探討了糧食生產(chǎn)效率的影響因素，以期為優(yōu)化農(nóng)業(yè)資源配置效率和推動(dòng)糧食生產(chǎn)提質(zhì)增效提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

山東省地處華北平原東部，土地面積約1.56×105km2，轄16 個(gè)地級(jí)市、136 個(gè)縣（區(qū)）行政單元。山東省地形地貌復(fù)雜多樣，大體可分為山地、丘陵、臺(tái)地、盆地、平原等類(lèi)型。平原約占全省面積的65.56%，主要分布在魯西北和魯西南局部地區(qū)，山地丘陵約占全省面積的29.98%，主要分布在魯中、魯東和魯南局部地區(qū)。該省氣候類(lèi)型屬暖溫帶季風(fēng)氣候，降水季節(jié)分布不均，易形成旱澇災(zāi)害。山東省作為經(jīng)濟(jì)大省，經(jīng)濟(jì)總量始終處于全國(guó)前列，正處在城市化的高峰期。2019 年，全省國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）為83 095.9 億元，占全國(guó)的7.2%，常住人口城鎮(zhèn)化率達(dá)到61.15%。同時(shí)，山東省也是農(nóng)業(yè)大省，為全國(guó)13個(gè)糧食主產(chǎn)區(qū)之一。2019 年，全省農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到9 671.7 億元，居全國(guó)首位；糧食總產(chǎn)量為5.36×107t，糧食作物總播種面積為8.31×107hm2，糧食單產(chǎn)為6 444.28 kg·hm?2，均居全國(guó)第三，在全國(guó)糧食生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。然而，山東省人口眾多，耕地資源有限。截至2019 年底，山東省總?cè)丝诔^(guò)1億，人均耕地面積僅為0.064 hm2，山東省境內(nèi)6 個(gè)地市47 個(gè)縣（區(qū)）的人均耕地面積接近或低于聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）劃定的0.053 hm2臨界線。在此背景下，科學(xué)剖析山東省糧食生產(chǎn)效率時(shí)空演變特征及影響因素，可為促進(jìn)糧食安全與社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供參考和借鑒。

1.2 研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（Data Envelopment Analysis，DEA）方法最早是由Charnes 等[29]于1978 年提出的一種評(píng)價(jià)決策單元（Decision Making Unit，DMU）相對(duì)效率的測(cè)度方法，被廣泛用于不同區(qū)域的耕地利用或糧食生產(chǎn)效率評(píng)估[6?8，17?19，30]。該方法假設(shè)有i（i=1，2，3，…，k）個(gè)決策單元，并且每個(gè)決策單元有r項(xiàng)投入要素（xi1，xi2，…，xir）和s項(xiàng)生產(chǎn)產(chǎn)出（yi1，yi2，…，yis）。本研究選擇產(chǎn)出導(dǎo)向的模型進(jìn)行計(jì)算，并假設(shè)研究規(guī)模報(bào)酬是可變的。隨著研究的不斷深入，糧食生產(chǎn)效率進(jìn)一步細(xì)分為綜合效率（TE）、純技術(shù)效率（PTE）和規(guī)模效率（SE）。其中，綜合效率是對(duì)決策單元的資源配置能力、資源利用效率等多方面能力的綜合衡量與評(píng)價(jià)，純技術(shù)效率是指受管理和技術(shù)等因素影響的生產(chǎn)效率，規(guī)模效率是指受規(guī)模因素影響的生產(chǎn)效率。綜合效率為純技術(shù)效率和規(guī)模效率的乘積，具體計(jì)算公式如下：

式中：θ為糧食生產(chǎn)決策單元的綜合效率，θ=1 表示綜合效率達(dá)到最優(yōu)；s+和s?為松弛變量，表示生產(chǎn)要素投入水平的冗余狀況；ε為非阿基米德無(wú)窮小量參數(shù)值；和分別代表求和向量；xi、yi為第i個(gè)決策單元的投入量和產(chǎn)出量；λi為決策單元的權(quán)重。

1.2.2 空間自相關(guān)模型

空間自相關(guān)模型包括全局和局部空間自相關(guān)，前者用于分析研究區(qū)總體的空間關(guān)聯(lián)程度，后者用于分析研究對(duì)象在局部空間的集聚特征。本研究結(jié)合全局Moran′sI指數(shù)和熱點(diǎn)分析G*指數(shù)來(lái)探究糧食生產(chǎn)效率空間自相關(guān)性。全局Moran′sI指數(shù)計(jì)算公式為：

式中：I為全局Moran′sI指數(shù)，I的范圍為[?1，1]。當(dāng)I>0時(shí)，表示具有空間正相關(guān)；當(dāng)I<0時(shí)，表示具有負(fù)相關(guān)；當(dāng)I=0 時(shí)，表示空間不相關(guān)；Yi和Yj分別為i、j單元的糧食生產(chǎn)效率；為糧食生產(chǎn)效率平均值；Wij為空間權(quán)重矩陣；S2為樣本方差。利用Z值對(duì)I進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，E（I）為數(shù)學(xué)期望，P值為顯著性檢驗(yàn)。當(dāng)|Z|≥2.58、P<0.01 時(shí)，表示非常顯著；當(dāng) |Z|≥1.96、P<0.05時(shí)，表示顯著；當(dāng)|Z|<1.96、P>0.05時(shí)，表示不顯著。

熱點(diǎn)分析G*指數(shù)計(jì)算公式為：

若顯著為正，表示i地區(qū)周邊的值比較高，可劃分為熱點(diǎn)區(qū)；反之則為冷點(diǎn)區(qū)。

1.2.3 Tobit回歸模型

Tobit 回歸模型又稱截取回歸模型，它采用極大似然估計(jì)方法（Maximum Likelihood Estimation，MLE）對(duì)因變量進(jìn)行截取，其特點(diǎn)是因變量必須是受限變量，自變量是可以觀察到的實(shí)際觀測(cè)值。通過(guò)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析計(jì)算得到的糧食生產(chǎn)效率值是范圍為[0，1]的受限因變量，表征影響因素的各個(gè)指標(biāo)也是可觀測(cè)的，因此Tobit 回歸模型常被國(guó)內(nèi)學(xué)者用于分析耕地利用或糧食生產(chǎn)效率的影響機(jī)理[25，30?32]。本研究選擇隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行估計(jì)，能夠有效減少解釋變量之間的多重共線性，更精準(zhǔn)地估計(jì)影響結(jié)果。Tobit 回歸模型一般表達(dá)式為：

式中：Yi為表征糧食生產(chǎn)效率值的因變量；為因變量Yi的潛變量；Xi為表征影響糧食生產(chǎn)效率的自變量；εi為隨機(jī)誤差項(xiàng)，εi≤N（0，σ）；i為樣本序號(hào)；α為截距項(xiàng)；β為估計(jì)系數(shù)。

1.3 指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)說(shuō)明

1.3.1 糧食生產(chǎn)效率的測(cè)度指標(biāo)

參考現(xiàn)有糧食生產(chǎn)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)相關(guān)研究[8，11，15，18?19，23]，結(jié)合變量的可得性、可測(cè)性以及指標(biāo)體系的科學(xué)合理性，本研究基于投入產(chǎn)出視角，構(gòu)建包括投入、產(chǎn)出2 個(gè)一級(jí)指標(biāo)以及物質(zhì)投入、技術(shù)投入、人力投入和糧食產(chǎn)出4 個(gè)二級(jí)指標(biāo)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（表1）。結(jié)合糧食生產(chǎn)實(shí)際的投入產(chǎn)出情況，選取的物質(zhì)投入指標(biāo)表征變量包括糧食作物總播種面積、農(nóng)用塑料薄膜使用量、化肥使用折純量和農(nóng)藥使用量；技術(shù)投入指標(biāo)用農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力表征；人力投入指標(biāo)用第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員數(shù)量表征；糧食產(chǎn)出指標(biāo)用糧食作物總產(chǎn)量表征。

表1 糧食生產(chǎn)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Table 1 Grain production efficiency evaluation index system

1.3.2 糧食生產(chǎn)效率的影響因素指標(biāo)

糧食生產(chǎn)效率除受物質(zhì)、技術(shù)、人力等投入因素影響外，還受到經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、自然條件、生產(chǎn)條件、資源稟賦及政策制度等外生變量的影響。本研究參考現(xiàn)有糧食生產(chǎn)效率影響因素相關(guān)研究[3?4，6，8?9，11，15，31?32]，兼顧變量的易獲性和可測(cè)性選取指標(biāo)如下：①經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平方面：選取城鎮(zhèn)化率和人均可支配收入為表征指標(biāo)，城鎮(zhèn)化率反映了區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，城鎮(zhèn)化能提高農(nóng)民素質(zhì)和收入，有效促進(jìn)農(nóng)業(yè)規(guī)?；同F(xiàn)代化經(jīng)營(yíng)；農(nóng)民收入增多能夠緩解家庭資金約束，充足的資金能保障農(nóng)戶購(gòu)買(mǎi)農(nóng)資設(shè)備，從而創(chuàng)造更好的生產(chǎn)條件，提高糧食生產(chǎn)效率。②自然條件方面：選取受災(zāi)面積比例和復(fù)種指數(shù)為表征指標(biāo)，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)氣候條件的依賴程度很高，“靠天吃飯”的狀況依然存在，自然災(zāi)害的發(fā)生會(huì)顯著降低糧食產(chǎn)出；復(fù)種指數(shù)的提高意味著耕地利用強(qiáng)度加大，可能會(huì)增加化肥、機(jī)械等物質(zhì)投入和糧食產(chǎn)出。③生產(chǎn)條件方面：選取有效灌溉率和農(nóng)業(yè)機(jī)械密度為表征指標(biāo)，灌溉條件好的區(qū)域能滿足糧食生產(chǎn)需求，同時(shí)減輕自然災(zāi)害的影響，提高糧食產(chǎn)出；農(nóng)業(yè)機(jī)械密度是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的表征，我國(guó)糧食生產(chǎn)中的機(jī)耕、機(jī)播和機(jī)收越來(lái)越普及，農(nóng)業(yè)機(jī)械的水平和運(yùn)用對(duì)于糧食生產(chǎn)效率的提高至關(guān)重要。④資源稟賦方面：選取人均耕地面積和農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)為表征指標(biāo)，人均耕地面積增加有利于擴(kuò)大種植規(guī)模，促進(jìn)糧食生產(chǎn)規(guī)模集約化經(jīng)營(yíng)，提高生產(chǎn)效率；農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)反映了區(qū)域農(nóng)業(yè)種植專(zhuān)業(yè)化狀況，糧食播種面積占比越高，則會(huì)有越多的物質(zhì)、勞動(dòng)力投入糧食生產(chǎn)，有利于提高生產(chǎn)效率。⑤政策制度方面：選取財(cái)政支農(nóng)力度為表征指標(biāo)，財(cái)政支農(nóng)反映了國(guó)家財(cái)政對(duì)農(nóng)業(yè)、農(nóng)民的支持，財(cái)政支農(nóng)力度越大，越有足夠資金和先進(jìn)技術(shù)投入糧食生產(chǎn)。解釋變量說(shuō)明見(jiàn)表2。

表2 糧食生產(chǎn)效率影響因素指標(biāo)選取及說(shuō)明Table 2 Selection and description of factors affecting grain production efficiency

1.3.3 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

因部分縣（區(qū)）數(shù)據(jù)缺失，本研究以2000—2019年山東省134 個(gè)縣（區(qū)）面板數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，收集整理的變量數(shù)據(jù)共有16 個(gè)：糧食作物總產(chǎn)量、糧食作物播種面積、農(nóng)作物總播種面積、化肥使用折純量、農(nóng)藥使用量、農(nóng)用塑料薄膜使用量、農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力、第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員、戶籍城鎮(zhèn)人口、總?cè)丝?、農(nóng)村居民人均可支配收入、農(nóng)作物受災(zāi)面積、有效灌溉面積、耕地面積、政府農(nóng)業(yè)支出、政府財(cái)政總支出。原始數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《山東統(tǒng)計(jì)年鑒》（2001—2020 年）、《山東農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》（2001—2020 年）、《中國(guó)縣（市）社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》（2001—2020 年）以及各地市統(tǒng)計(jì)年鑒。本研究使用ArcGIS 制作的山東省縣域糧食生產(chǎn)效率空間分布與空間集聚圖，均是在國(guó)家測(cè)繪地理信息局下載的審圖號(hào)為GS（2019）3333 號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地圖基礎(chǔ)上完成，底圖無(wú)修改。由于一些投入要素的使用量沒(méi)有對(duì)糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物分別統(tǒng)計(jì)，為了準(zhǔn)確估計(jì)糧食生產(chǎn)投入要素的使用量，借鑒相關(guān)研究成果[4，31]，采用權(quán)重系數(shù)法將糧食生產(chǎn)投入要素剝離出來(lái)，具體計(jì)算方法為：生產(chǎn)投入要素使用量=糧食作物播種面積/農(nóng)作物播種面積×總投入要素使用量。

2 結(jié)果與分析

2.1 糧食生產(chǎn)效率時(shí)間演變特征

2000—2019 年山東省糧食生產(chǎn)綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率的變化趨勢(shì)如圖1 所示。近20 年間，山東省糧食生產(chǎn)綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率的均值分別為0.963、0.996 和0.967，表明山東省糧食生產(chǎn)效率水平較高，這與政府扶持、技術(shù)進(jìn)步等密切相關(guān)，種糧補(bǔ)貼、減免農(nóng)業(yè)稅、購(gòu)買(mǎi)農(nóng)機(jī)具補(bǔ)貼等支農(nóng)惠農(nóng)政策激發(fā)了農(nóng)民種糧積極性，提升了糧食生產(chǎn)效率。從變化趨勢(shì)上看，糧食生產(chǎn)綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率均呈現(xiàn)波動(dòng)上升的態(tài)勢(shì)，具有一定的階段性特征，其中，2000—2002 年表現(xiàn)為急劇下降的趨勢(shì)，主要是因?yàn)?002 年山東省遭受百年不遇的旱災(zāi)，糧食減產(chǎn)嚴(yán)重；而在2002 年之后呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的態(tài)勢(shì)，尤其是2016—2019 年期間，糧食生產(chǎn)綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率均穩(wěn)定在最優(yōu)產(chǎn)出水平。2000—2019 年，山東省糧食產(chǎn)量也從2000 年的3.84×107t增加至2019年的5.36×107t。

2.2 糧食生產(chǎn)效率空間分布演變特征

基于DEA 模型對(duì)糧食生產(chǎn)效率的測(cè)度結(jié)果，采用等距法選取2000、2010 年和2019 年山東省各縣（區(qū)）的糧食生產(chǎn)綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率截面數(shù)據(jù)，將效率值由低到高劃分為6 類(lèi)地區(qū)，分別為≤0.5、（0.5～0.6]、（0.6～0.7]、（0.7～0.8]、（0.8～0.9]、（0.9～1][4]，并借助ArcGIS 10.2 軟件對(duì)其空間分布演變進(jìn)行系統(tǒng)分析（圖2）。在頻數(shù)變化方面，2000、2010 年和2019 年的糧食生產(chǎn)綜合效率分布相對(duì)穩(wěn)定，主要集中在0.7 以上的效率水平（圖2a～圖2c）。2000 年，20%的縣（區(qū)）效率值在0.9 以上，27%的縣（區(qū)）效率值在（0.8～0.9]，25%的縣（區(qū)）效率值在（0.7～0.8]；2019 年，26%的縣（區(qū)）效率值在0.9 以上，25%的縣（區(qū)）效率值在（0.8～0.9]，25%的縣（區(qū)）效率值在（0.7～0.8]?？梢?jiàn)，雖然糧食生產(chǎn)效率高于0.9 的縣（區(qū)）比例有所提升，但大部分縣（區(qū)）的糧食生產(chǎn)效率仍低于0.9，表明山東省大部分縣（區(qū)）的糧食生產(chǎn)效率仍存在較大提升空間。此外，2000、2010 年和2019年的糧食生產(chǎn)純技術(shù)效率頻數(shù)變化（圖2d～圖2f）與綜合效率相似，2000 年，80%的縣（區(qū)）純技術(shù)效率值在0.7 以上，到2019 年該比例進(jìn)一步增加為85%，尤其是純技術(shù)效率值在0.9 以上的縣（區(qū)）比例從2000年的35%增加至2019年的44%。然而，2000、2010年和2019 年的糧食生產(chǎn)規(guī)模效率頻數(shù)變化呈相反趨勢(shì)（圖2g～圖2i），規(guī)模效率值在0.7以上的縣（區(qū)）比例從2000 年的98%減少至2019 年的77%，尤其是規(guī)模效率值在0.9 以上的縣（區(qū)）比例從2000 年的92%大幅減少至2019年的31%。

在空間分布方面，山東省縣域糧食生產(chǎn)效率存在明顯的區(qū)域性空間分異。其中，糧食生產(chǎn)綜合效率和純技術(shù)效率均呈現(xiàn)從魯西向魯東地區(qū)遞減的分布格局，而糧食生產(chǎn)規(guī)模效率則呈現(xiàn)由“連片”高值區(qū)逐步向魯西地區(qū)集中的趨勢(shì)。糧食生產(chǎn)綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率的效率值在0.9以上的縣（區(qū)）主要集中在山東省西部的聊城市、菏澤市和德州市的部分縣（區(qū)），而山東半島和北部沿海地帶的糧食生產(chǎn)效率普遍偏低，煙臺(tái)市、威海市和東營(yíng)市的部分縣（區(qū)）效率值大部分較低。可見(jiàn)，近年來(lái)糧食生產(chǎn)重心的逐漸西移，一定程度上加劇了山東省糧食生產(chǎn)體系的脆弱性和不穩(wěn)定性。

2.3 糧食生產(chǎn)效率空間集聚演變特征

本研究在分析山東省糧食生產(chǎn)效率空間分布的基礎(chǔ)上，采用空間自相關(guān)模型探究糧食生產(chǎn)效率的空間聚集特征。作為空間集聚的基礎(chǔ)，首先通過(guò)全局Moran′sI指數(shù)進(jìn)行空間自相關(guān)檢驗(yàn)。由表3 可知，各年份的Moran′sI值均大于0，且P值都小于0.05，表明山東省糧食生產(chǎn)效率具有顯著空間正相關(guān)性。

為了進(jìn)一步探究糧食生產(chǎn)效率的空間局部相關(guān)程度，本研究引入冷熱點(diǎn)分析，結(jié)果如圖3 所示。糧食生產(chǎn)綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率均存在局部集聚現(xiàn)象，熱點(diǎn)區(qū)和冷點(diǎn)區(qū)的空間分異顯著。糧食生產(chǎn)綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率的熱點(diǎn)區(qū)重心逐漸西移，以核心區(qū)域的擴(kuò)散為主，魯西地區(qū)集聚效應(yīng)相對(duì)明顯，主要位于聊城市、菏澤市和德州市等糧食生產(chǎn)核心區(qū)；而糧食生產(chǎn)綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率的冷點(diǎn)區(qū)分布范圍均有所縮小，魯東沿海地區(qū)空間集聚隨機(jī)性較強(qiáng)。糧食生產(chǎn)效率冷熱點(diǎn)集聚區(qū)的空間轉(zhuǎn)移表明，2000—2019 年傳統(tǒng)糧食生產(chǎn)強(qiáng)縣（區(qū)）的效率水平不斷得到鞏固和提高，而糧食生產(chǎn)自然條件差或比較利益低的縣（區(qū)），其糧食生產(chǎn)效率相對(duì)下降。此外，糧食生產(chǎn)效率空間集聚的演變特征也反映了相鄰區(qū)域的效率對(duì)空間集聚類(lèi)型的轉(zhuǎn)化概率具有重要影響。鄰近縣（區(qū)）的效率水平越高，空間集聚類(lèi)型轉(zhuǎn)化為更高等級(jí)的可能性就越大，而鄰近縣（區(qū)）較低的效率水平將增加空間集聚類(lèi)型向較低等級(jí)轉(zhuǎn)變的可能性。

2.4 糧食生產(chǎn)效率影響因素分析

本研究對(duì)選取的糧食生產(chǎn)效率影響因素指標(biāo)數(shù)據(jù)作標(biāo)準(zhǔn)化處理，以保障Tobit 模型回歸結(jié)果的穩(wěn)健性。為了更全面地分析山東省糧食生產(chǎn)效率的影響因素，分別對(duì)糧食生產(chǎn)綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率進(jìn)行回歸分析。根據(jù)回歸模型結(jié)果（表4），對(duì)數(shù)似然值分別為220.179、277.166 和189.282，Wald 檢驗(yàn)概率均通過(guò)1%顯著性水平檢驗(yàn)，Tobit模型整體顯著。

表4 山東省糧食生產(chǎn)效率影響因素的回歸結(jié)果Table 4 Regression results of influencing factors of grain production efficiency in Shandong Province

2.4.1 經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)糧食生產(chǎn)效率的影響

本研究選擇城鎮(zhèn)化率（URR）和人均可支配收入（PCI）反映經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。其中，城鎮(zhèn)化率對(duì)純技術(shù)效率具有顯著正向影響，表明城鎮(zhèn)化水平的提高能夠?qū)Y源配置效率和技術(shù)進(jìn)步起到推動(dòng)作用，有助于糧食生產(chǎn)純技術(shù)效率的改善[25]；然而，城鎮(zhèn)化率對(duì)綜合效率和規(guī)模效率產(chǎn)生負(fù)面影響，但均未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，意味著隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，不僅造成稀缺的耕地資源供求緊張，而且促使農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力資源向二、三產(chǎn)業(yè)部門(mén)轉(zhuǎn)移，可能加劇糧食生產(chǎn)粗放經(jīng)營(yíng)，阻礙糧食生產(chǎn)效率的提高。此外，人均可支配收入對(duì)綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率均具有顯著的正向影響，說(shuō)明農(nóng)民收入水平?jīng)Q定著資金、技術(shù)等要素的投入程度，隨著農(nóng)民收入水平不斷提高，能夠緩解糧食生產(chǎn)資金短缺，農(nóng)民擁有更多資金購(gòu)買(mǎi)種子、化肥、農(nóng)藥及機(jī)械設(shè)備等生產(chǎn)資料，也更容易接受先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，有利于提高糧食生產(chǎn)效率[33]。

2.4.2 自然條件對(duì)糧食生產(chǎn)效率的影響

本研究選擇受災(zāi)面積比例（PDA）和復(fù)種指數(shù)（MCI）表征自然條件。受災(zāi)面積比例對(duì)綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率均產(chǎn)生顯著的負(fù)向影響，主要是因?yàn)樽匀粸?zāi)害具有突發(fā)性和不可控性，其中對(duì)糧食生產(chǎn)影響較大的災(zāi)害有洪澇、干旱、霜凍、冰雹及病蟲(chóng)害等。山東省曾遭受過(guò)多次洪澇和干旱災(zāi)害，當(dāng)發(fā)生重大自然災(zāi)害時(shí)，會(huì)造成災(zāi)區(qū)糧食減產(chǎn)嚴(yán)重[34]。然而，復(fù)種指數(shù)對(duì)綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率均產(chǎn)生顯著的正向影響，原因是耕地利用強(qiáng)度是決定復(fù)種指數(shù)高低的重要因素，在保持其他條件不變的情況下，復(fù)種指數(shù)越高，單位面積耕地糧食產(chǎn)量越高，糧食生產(chǎn)能力越強(qiáng)，有利于提高糧食生產(chǎn)效率[35]。

2.4.3 生產(chǎn)條件對(duì)糧食生產(chǎn)效率的影響

本研究選擇有效灌溉率（EIR）和農(nóng)業(yè)機(jī)械密度（AMD）表示生產(chǎn)條件。有效灌溉率對(duì)綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率均產(chǎn)生正向影響，因?yàn)樾←満陀衩资巧綎|省主要糧食作物，其生長(zhǎng)過(guò)程需要充足的水資源供給，灌溉條件優(yōu)越的地區(qū)能夠及時(shí)滿足生產(chǎn)需求，提高糧食產(chǎn)量和生產(chǎn)效率。此外，山東省容易遭受洪澇、干旱等自然災(zāi)害，灌溉條件的改善能夠減少自然災(zāi)害所帶來(lái)的產(chǎn)出損失，是提高糧食生產(chǎn)效率、保障糧食安全的關(guān)鍵因素。農(nóng)業(yè)機(jī)械密度對(duì)純技術(shù)效率產(chǎn)生正向影響，但對(duì)綜合效率和規(guī)模效率均產(chǎn)生負(fù)向影響，表明機(jī)械化水平的提高能夠顯著促進(jìn)糧食生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步[23]，但由于山東省各地區(qū)生產(chǎn)條件存在較大差異，農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平和投入規(guī)模不足，導(dǎo)致糧食生產(chǎn)資料未被充分利用，無(wú)法充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)資源潛力，阻礙了糧食生產(chǎn)效率。

2.4.4 資源稟賦對(duì)糧食生產(chǎn)效率的影響

本研究選擇人均耕地面積（PCC）和農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)（APS）表示資源稟賦。人均耕地面積對(duì)綜合效率和規(guī)模效率均產(chǎn)生正向影響，說(shuō)明人均耕地面積增加有助于糧食規(guī)模化、集約化和機(jī)械化生產(chǎn)，有利于推動(dòng)經(jīng)營(yíng)主體探索高效生產(chǎn)新模式，促進(jìn)綜合效率和規(guī)模效率的提高；然而，人均耕地面積對(duì)純技術(shù)效率產(chǎn)生負(fù)向影響，雖然未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，但也意味著在耕地資源有限的情況下，增加人均耕地面積并不能有效提升純技術(shù)效率。農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)對(duì)綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率均具有顯著的正向影響，說(shuō)明地區(qū)糧食作物播種面積占比越高，糧食生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化程度越深，農(nóng)民越重視糧食生產(chǎn)的物質(zhì)投入以期獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而有助于提高糧食生產(chǎn)效率。

2.4.5 政策制度對(duì)糧食生產(chǎn)效率的影響

本研究選取財(cái)政支農(nóng)力度（FEA）表示政策制度。財(cái)政支農(nóng)力度對(duì)綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率均產(chǎn)生負(fù)向影響，說(shuō)明目前山東省財(cái)政支農(nóng)水平無(wú)法有效提升糧食生產(chǎn)效率，原因是財(cái)政支農(nóng)大部分資金投入到農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)、鄉(xiāng)村道路改建和公共儲(chǔ)備中，直接與農(nóng)民收入和產(chǎn)出掛鉤的支付相對(duì)較少，從而造成資金利用率較低，財(cái)政支農(nóng)效果有限，沒(méi)有發(fā)揮應(yīng)有的激勵(lì)作用[34]。

3 討論

糧食生產(chǎn)效率時(shí)空演變的分析結(jié)果表明，糧食生產(chǎn)效率的時(shí)空分布格局存在明顯的區(qū)域性空間分異，因此，政府部門(mén)在制定相關(guān)政策時(shí)不能“一刀切”，應(yīng)按照不同作物生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)，因地制宜、因物制宜地規(guī)劃糧食生產(chǎn)布局，提高政策的靈活性與針對(duì)性，探索糧食生產(chǎn)效率提升的區(qū)域差異化路徑。一方面，對(duì)于糧食生產(chǎn)效率水平較高的地區(qū)（德州市、聊城市等），需要積極引導(dǎo)和鼓勵(lì)農(nóng)民參與糧食種植規(guī)?；?jīng)營(yíng)，通過(guò)培育新型經(jīng)營(yíng)主體、構(gòu)建新型經(jīng)營(yíng)體系等方式逐步優(yōu)化投入要素配置，促使糧食生產(chǎn)向集約化、現(xiàn)代化方式過(guò)渡，推動(dòng)地區(qū)優(yōu)勢(shì)糧食作物生產(chǎn)規(guī)模做大做強(qiáng)；同時(shí)，充分發(fā)揮德州市、聊城市等糧食生產(chǎn)效率熱點(diǎn)區(qū)的引領(lǐng)作用，積極帶動(dòng)周邊縣（區(qū)）的糧食生產(chǎn)效率提高。另一方面，對(duì)于糧食生產(chǎn)效率水平較低的地區(qū)（煙臺(tái)市、威海市等），應(yīng)以改善農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)條件、提高糧食單產(chǎn)水平為基礎(chǔ)帶動(dòng)生產(chǎn)效率的提升，替代粗放低效的高投入、高消耗生產(chǎn)方式，合理配置農(nóng)業(yè)投入要素；同時(shí)，依托較發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)水平，通過(guò)政策傾斜引導(dǎo)企業(yè)、社會(huì)資本等多元主體參與糧食生產(chǎn)，提高農(nóng)民種糧積極性，補(bǔ)齊糧食生產(chǎn)短板。

糧食生產(chǎn)效率影響因素的分析結(jié)果表明，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、自然條件、生產(chǎn)條件、資源稟賦和政策制度等因素對(duì)糧食生產(chǎn)綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率的影響方向和程度均存在差異。其中，城鎮(zhèn)化水平對(duì)純技術(shù)效率產(chǎn)生正向影響，而對(duì)綜合效率和規(guī)模效率影響方向則相反，意味著雖然城鎮(zhèn)化有利于技術(shù)進(jìn)步，但城鎮(zhèn)化的擴(kuò)張對(duì)糧食生產(chǎn)規(guī)模和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了較大影響，需要正確認(rèn)識(shí)城鎮(zhèn)化對(duì)糧食生產(chǎn)帶來(lái)的綜合影響。因此，政府部門(mén)需要全面審視城鎮(zhèn)化與糧食生產(chǎn)的協(xié)調(diào)關(guān)系，制定科學(xué)合理的城鄉(xiāng)土地利用全局規(guī)劃，合理控制城鎮(zhèn)化擴(kuò)張規(guī)模與強(qiáng)度，嚴(yán)守耕地保護(hù)紅線，確保城鎮(zhèn)化與糧食生產(chǎn)活動(dòng)的可持續(xù)性。此外，農(nóng)民收入水平能夠顯著提高糧食生產(chǎn)綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率，因此，政府部門(mén)需要加強(qiáng)農(nóng)民職業(yè)教育和技能培訓(xùn)，提高農(nóng)民文化素質(zhì)，促進(jìn)省內(nèi)農(nóng)村勞動(dòng)力通過(guò)就地就近或外出務(wù)工等多渠道轉(zhuǎn)移就業(yè)，增加農(nóng)民收入。

此外，受災(zāi)面積比例阻礙了糧食生產(chǎn)效率，而有效灌溉率有利于糧食生產(chǎn)效率的提升，反映出目前山東省糧食生產(chǎn)基礎(chǔ)比較薄弱，應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)的能力有待進(jìn)一步提高。因此，首先，要強(qiáng)化自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警，并完善監(jiān)測(cè)預(yù)警信息發(fā)布機(jī)制，確保政府部門(mén)和農(nóng)民群體可依托及時(shí)有效的信息做出科學(xué)決策；其次，要提升現(xiàn)代糧食生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)主體防災(zāi)減災(zāi)能力，發(fā)揮企業(yè)、合作社等新型經(jīng)營(yíng)主體引領(lǐng)作用，提高小農(nóng)戶糧食生產(chǎn)韌性；再次，要完善農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加大投資力度和覆蓋范圍，全面提升農(nóng)業(yè)灌溉水平。另外，本研究發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)有利于改善糧食生產(chǎn)綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率，這意味著要打破糧食生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)相互沖突的傳統(tǒng)思維定勢(shì)，探索出糧食生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)發(fā)展的新路徑。因此，在優(yōu)化和調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)中，要注重鞏固提升糧食產(chǎn)能，統(tǒng)籌兼顧糧食作物與其他農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)，科學(xué)安排種植結(jié)構(gòu)；加大產(chǎn)糧大縣（區(qū)）獎(jiǎng)勵(lì)力度，對(duì)完成全年糧食播種面積任務(wù)的縣（區(qū)）給予獎(jiǎng)勵(lì)，提高地區(qū)種糧積極性；健全農(nóng)民種糧收益保障機(jī)制，落實(shí)種糧補(bǔ)貼和最低收購(gòu)價(jià)政策，保護(hù)農(nóng)民種糧積極性。

本研究為區(qū)域糧食生產(chǎn)效率的時(shí)空演變及影響因素提供了實(shí)證支持，但囿于數(shù)據(jù)的可得性，仍然面臨一些難以量化的影響因素，比如氣候變化、區(qū)位因素等。因此，對(duì)糧食生產(chǎn)效率影響因素的多向考慮是未來(lái)研究的方向之一。此外，數(shù)據(jù)包絡(luò)分析是一種基于投入產(chǎn)出分析的相對(duì)效率度量方法，由于糧食生產(chǎn)過(guò)程的復(fù)雜性，很難全面考慮投入因素，這可能會(huì)導(dǎo)致模型輸出的偏差。未來(lái)可以考慮改進(jìn)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法，并且可以使用生產(chǎn)函數(shù)來(lái)描述難以量化的變量。值得注意的是，山東省糧食生產(chǎn)效率的空間分布和集聚格局清晰地呈現(xiàn)出糧食生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū)域性功能分異的特征，可能產(chǎn)生的深層次社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境影響值得未來(lái)進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

（1）從時(shí)間變化看，2000—2019 年山東省糧食生產(chǎn)效率整體水平較高，具有顯著的階段性特征。其中，綜合效率、純技術(shù)效率與規(guī)模效率均呈現(xiàn)波動(dòng)上升的態(tài)勢(shì)，2000—2002 年間表現(xiàn)為下降趨勢(shì)，2002 年之后呈現(xiàn)明顯的穩(wěn)步上升趨勢(shì)。

（2）從空間分布看，山東省縣域糧食生產(chǎn)效率存在明顯的區(qū)域性空間分異。其中，綜合效率和純技術(shù)效率均呈現(xiàn)從魯西向魯東遞減的分布格局，而規(guī)模效率則呈現(xiàn)由“連片”高值區(qū)逐步向魯西地區(qū)集中的趨勢(shì)；同時(shí)，綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率均呈現(xiàn)顯著的空間正相關(guān)性，魯西地區(qū)集聚效應(yīng)相對(duì)明顯，而魯東沿海地區(qū)空間隨機(jī)性較強(qiáng)。

（3）從影響因素分析結(jié)果看，經(jīng)濟(jì)水平、自然條件、生產(chǎn)條件、資源稟賦和政策制度對(duì)糧食生產(chǎn)綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率的影響方向和程度均存在差異。其中，人均可支配收入、復(fù)種指數(shù)、有效灌溉率和農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)能夠有效提升綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率，而受災(zāi)面積比例、農(nóng)業(yè)機(jī)械密度和財(cái)政支農(nóng)力度阻礙了糧食生產(chǎn)效率。