勞動力價格上漲對玉米和水稻生產(chǎn)技術選擇的影響研究

中圖分類號：F326.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-5553（2025）08-0324-12

Abstract：After2OO4，China'slaborpricesshowedanupwardtrend.Thistrendwillinevitablyinfluencefarmersto gradually transition fromlaborintensivetraditionalproductionmethodstolaborsavingproductiontechnologies.Current researchonthistopicfocusesonreplacing laborwithagriculturalmachinery，whilestudiesonotheragricultural technologiesand technologyoptionsremain limited.Using199—2023provincial panel data，thisresearchexamines changes in input price，input volumes，andsubstitutionelasticityof agricultural production factors beforeandafter the labor price increase in 2OO4，therebyoutlining theevolutionof grain production technology choices in China.Theresults showthat although the risein labor prices has prompted China's grain production to adopt“mechanical technology”， overall，grain productiontechnologyin Chinaremainsprimarily basedon“biologicaland chemical technology”， supplementedby“mechanical technology\".Thissituationmayresult inexcessive fertilizerusage.Therefore，China should prioritizeresearchand promotionoffertilizer application technologies that minimizeenvironmental polution inthe “biologicalandchemicaltechnology”field.Inthe“mechanicaltechnology”field，itisessentialtoactivelypromotetheuse of small-scale machineryand cross-regionalagricultural machineryservices tomitigate costpressure in the future. Keywords：labor price；corn；rice；agricultural technology selection；input substitution elasticity；translog cost function

0 引言

2004年中國首次出現(xiàn)“民工荒”，之后全國勞動力價格上漲顯著。以蔡昉1為首的學者認為中國開始進入劉易斯拐點。勞動力短缺勢必會通過價格的傳導機制影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。例如日本在20世紀60年代通過劉易斯拐點[2.3]，此階段下日本的勞動力價格同樣顯著上漲。但從成本的角度觀察日本農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可以發(fā)現(xiàn)，其勞動力成本比重逐年下降，與之相反的是農(nóng)用機械使用成本的比重在逐年升高[4]。這說明日本農(nóng)戶在面臨高漲的勞動價格（成本上漲壓力）時選擇了使用相對便宜的農(nóng)用機械來替代勞動力進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素稟賦的變化導致勞動價格上漲這一現(xiàn)象受到學術界廣泛關注。寶劒久俊5指出我國糧食生產(chǎn)投入中勞動價格在2008年后顯著提升，這可能會促進我國的農(nóng)機普及。鄭旭媛6、周曙東[、陳江華[8等的實證研究均證實了我國在面臨勞動力價格上漲時可以通過使用機械替代勞動這一方式來緩解成本上升的壓力。另外，方師樂9、徐密[10，楊思雨1等研究了我國跨區(qū)域農(nóng)業(yè)服務的特點及其運用，這給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來新的啟發(fā)：或許可以以此來降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。

當然，農(nóng)作物不同、地理區(qū)位不同也會使得生產(chǎn)要素之間的替代或者互補關系存在差異。劉衛(wèi)柏等[12對2016—2020年我國糧食主產(chǎn)區(qū)13?。ǘ鄶?shù)為平原地帶）的微觀調查數(shù)據(jù)進行分析發(fā)現(xiàn)：水稻生產(chǎn)中機械與勞動力的替代彈性大致在2.3左右浮動，其中平原地區(qū)二者的替代關系最強。王曉兵等[13使用1984—2012年《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》數(shù)據(jù)，計算出玉米生產(chǎn)中勞動與機械的替代彈性為1.03。另外，王水連等[14單獨研究了機械與勞動之間的替代關系，計算出2015年甘蔗的替代彈性為 0.10～0.76 。相比以上研究只關注勞動與機械是否存在替代關系，周曙東等在研究花生的生產(chǎn)要素上加入了除勞動和機械以外的化肥與土地，并分別討論了這些要素之間在1998—2017年間的替代或互補關系。研究表明：土地與機械之間存在互補關系，其余的要素之間存在替代關系，其中勞動與機械之間的影子替代彈性（Shadow ElasticityofSubstitution，SES）為 0.60～0.78 。

一般而言農(nóng)業(yè)技術有兩種，分別是節(jié)省勞動力的“機械技術\"和增加產(chǎn)量的“生物化學技術”15]。因此在討論農(nóng)業(yè)的要素投人時應該包含這兩種技術的生產(chǎn)要素，例如機械、種子、化肥等。利用農(nóng)業(yè)要素間的替代彈性可以大致判斷某一時期一個地區(qū)農(nóng)業(yè)技術選擇的偏向性。對此，胡瑞法等[16]對2000年以前我國農(nóng)業(yè)技術的選擇進行了研究。結果表明，不管是勞動密集型作物（如蔬菜園藝）還是土地密集型作物（如糧食），我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都偏向選擇“生物化學技術”。而吳麗麗等[7的研究對胡瑞法等[6的結論做了延伸，主要研究了我國2004年以后小麥與棉花的技術選擇，結果表明小麥的技術選擇逐漸從以往“生物化學技術”為主過渡到“機械化技術”為主。這一結論對于我國農(nóng)業(yè)來說是一個重大的變化。然而，相比小麥的生長過程，水稻需要在水田里進行插秧和收獲，而玉米則與小麥在生產(chǎn)過程中更為相似。因此，水稻的機械化難度要比小麥與玉米的要大一些。從國家2023年公布的三大主糧（小麥、玉米、水稻）綜合機械化率分別為 97% 、90% 和 85% 也能證明以上觀點，那么關于技術選擇在同樣是糧食作物的水稻與玉米之間是否也存在變化，還需進一步的驗證。

以上既有研究其實都是在對Hayami等[18的“誘致性技術變遷\"理論進行驗證。但大多數(shù)的研究都集中在討論勞動力與農(nóng)機這兩個生產(chǎn)要素的替代關系，但鮮有按照“誘致性技術變遷\"理論框架綜合討論代表“機械化技術\"的農(nóng)機以及代表“生物化學技術\"的化肥、種子和勞動之間的關系，并且在這一基礎上進一步討論一個國家的勞動力價格上漲是如何影響該國農(nóng)業(yè)技術選擇的。在探討勞動力與機械替代關系的既有研究中時常給出一個較長時間段下的要素替代彈性，并得出我國在水稻生產(chǎn)中勞動力與機械存在強平均替代關系的結論[7，13]，這很有可能是研究樣本包含了2004年后我國勞動力相對不足的時間段（2004年后的數(shù)據(jù)才存在較強的替代關系）導致的偏差所致。本文認為2004年后，勞動力與機械的替代彈性遠比之前的要強得多，在進行研究時應把這兩個時間段分開進行討論。另外，參照日本的經(jīng)驗，本文認為中國在2004年開始進人劉易斯轉換點，農(nóng)村剩余勞動力開始枯竭，勞動力價格開始上升，這一事實對于我國的勞動力市場以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來說是一個重大的變化。因此，對比討論2004年前后因勞動力價格上漲帶來的影響是有意義的。最后，考慮到日本與我國農(nóng)業(yè)較為相似，本文認為我國的農(nóng)業(yè)技術選擇歷程可能也與日本相似。因此在某種程度上本文并不認同既有研究的結論[17]。

本文將2004年作為基點進行劃分，沿用“誘致性技術變遷\"理論，把種子和化肥歸類為中間投入，并把它們納人研究體系中。通過觀測2004年前后我國農(nóng)業(yè)要素投入的價格、投人量、投人結構的長期變動以及要素間的替代關系，以此說明我國農(nóng)業(yè)技術選擇如何變化以及在此過程中可能存在的問題，并與日本農(nóng)業(yè)技術選擇的歷史經(jīng)驗進行對比。

1理論基礎與研究假說

1.1 誘致性技術變遷

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要耗費勞動力、機械、土地、農(nóng)藥、肥料以及種子。由于本文的核心是討論“機械技術”與“生物化學技術”，因此，在論證時只考慮相關的生產(chǎn)要素。其中，肥料和種子的使用量可以視為生產(chǎn)的原材料，可代表“生物化學技術\"（以下統(tǒng)稱為“中間投入”），而機械的使用量則可視為固定資本，可代表“機械技術”。而勞動力、機械與中間投入分別對應生產(chǎn)者、生產(chǎn)工具以及生產(chǎn)材料這3種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素。根據(jù)微觀經(jīng)濟學的生產(chǎn)理論，當其他2種生產(chǎn)要素不變的前提下增加另一種要素的單位面積投入量會出現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品邊際收獲量遞減的現(xiàn)象，這會使得要素之間與產(chǎn)量呈現(xiàn)出圖1所示的關系，圖1中“產(chǎn)量1和產(chǎn)量2”凸向原點的曲線為等產(chǎn)量曲線。另外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的關系為線性關系，因此，當農(nóng)業(yè)勞動力價格上升而其他要素價格不變時成本線的斜率和截距都會變小，直線“成本2\"會變?yōu)閈"成本1”。

圖1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中投入與產(chǎn)出的關系 Fig.1Relationship between input and output in agricultural production

為了實現(xiàn)最小成本下的最大收益，在維持原產(chǎn)量不變的條件下，農(nóng)戶會從節(jié)約成本的角度考慮增加相對價格較為便宜的機械或中間投人，而減少勞動力的投入。同樣，機械或中間投入的價格上漲時農(nóng)戶也會減少對其的投入，同時增加勞動力的投入。因此，當代表一種農(nóng)業(yè)技術的生產(chǎn)要素價格發(fā)生變化時，在保持產(chǎn)出不變的前提下其使用量會發(fā)生相應的增加或減少，而另外的生產(chǎn)要素投入會相應地減少或增加。在學術討論中常常用生產(chǎn)要素之間的替代彈性來表示其替代程度。綜上，生產(chǎn)要素的相對價格發(fā)生變化會引起要素投入之間出現(xiàn)替代關系，進而影響一個地區(qū)的農(nóng)業(yè)技術選擇。Fan等19的研究也證實了上述的理論：即不同國家的農(nóng)業(yè)技術選擇主要由生產(chǎn)要素間的相對價格決定的。

以上微觀經(jīng)濟學的理論基礎便是“誘致性技術變遷\"的理論基石?！罢T致性技術變遷\"認為在受到某種生產(chǎn)要素價格持續(xù)升高的影響下，農(nóng)戶為了節(jié)省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，在技術的選擇上更傾向于使用節(jié)省該生產(chǎn)要素的方式來進行生產(chǎn)。這是一個自發(fā)的過程。

回望日本的發(fā)展經(jīng)驗，日本與中國一樣都屬于人多地少的小農(nóng)經(jīng)濟，他們在60年代后的農(nóng)業(yè)技術選擇經(jīng)驗同樣值得與我國進行比較。根據(jù)速水佑次郎等[20]的研究，60年代后的日本農(nóng)業(yè)雖然增強了對“機械化技術\"的選擇，但同時期的日本未曾減少“生物化學技術”的開發(fā)與使用。這是因為長期以來相比于“機械化技術”，“生物化學”技術在日本的利用價格較為便宜，這也直接導致了日本農(nóng)戶長期依賴化肥多投的生產(chǎn)方式來進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。這樣的技術選擇傾向實際上是源于狹窄的土地面積與產(chǎn)出之間的矛盾。因此，本文認為我國的技術選擇應該更接近于日本的模式，而非既有研究中所說的當下我國農(nóng)業(yè)技術已經(jīng)過渡到以“機械化技術\"為主，更偏向歐美大平原大農(nóng)機的模式。

眾所周知，我國的人均耕地面積較少并且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要以自耕農(nóng)為主，土地資源與糧食安全之間的長期矛盾主要是靠提升產(chǎn)量的“生物化學技術\"來解決。雖然近年來我國推進土地流轉使土地具備一定的規(guī)模，但截至2020年我國仍然有2.0億戶土地經(jīng)營規(guī)模不足 0.667hm²"的小農(nóng)戶[21]，農(nóng)戶手中的土地仍是較為稀缺的資源。而第一產(chǎn)業(yè)的就業(yè)人員從改革開放前的3億農(nóng)民減少到2020年的1.7億農(nóng)民（參考《中國統(tǒng)計年鑒》），我國當前可能面臨著土地與勞動力都相對不足的局面。按照“誘致性技術變遷\"理論以及日本的經(jīng)驗來看，我國當下的處境類似于20世紀60年代后的日本農(nóng)業(yè)，在技術選擇上可能會同時選擇兩種農(nóng)業(yè)技術，而“生物化學技術\"仍然處于主導地位。聚焦這兩項技術在2004年前后的變化是本文的研究重點。

1.2 研究假說

根據(jù)既有研究、“誘致性技術變遷\"理論以及日本的經(jīng)驗，本文提出3個研究假說。有兩個目的：其一是用前兩個假說對既有研究結論進行再確認。尤其是對2004年后我國勞動力與機械之間是否存在強替代關系進行再驗證。其二是通過假說H3來驗證本文的觀點。而這一觀點與既有研究得出的結論并不一致。

既有研究認為[7.13.17]我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中勞動與機械之間存在強替代關系，但這些研究忽視了2004年是勞動力價格開始上漲的時點，都未曾對比2004年前后兩要素的替代關系。如上文所述，從農(nóng)業(yè)技術選擇的角度看，勞動力價格上漲會使得農(nóng)戶自發(fā)減少勞動投入轉而增加更為省力的機械投入。因此，根據(jù)理論本文提出假說H1：相比2004年以前，在2004年后勞動與機械的替代程度會增大。

既有研究得出，肥料與勞動之間存在替代關系的結論[7.17]，但未對中間投人與機械之間是否存在替代關系進行討論。中間投入與其他2種要素之間的替代關系一方面來源于我國抗蟲、抗旱和抗病等的糧食育種技術，它能有效地降低單位時間內照顧作物所需的勞動或機械投入。另一方面在其他要素投入不變的情況下農(nóng)村勞動力的減少會導致農(nóng)業(yè)產(chǎn)出的減少，而適當增加化肥投人與密集種植能增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)出，用以抵消因勞動力減少所帶來的產(chǎn)出減少。另外，機械與中間投入也存在此類關系。因此，在保持產(chǎn)量不變的情況下，增加中間投入能夠替代一部分因勞動投入或機械投入帶來的農(nóng)業(yè)產(chǎn)出減少。另外，我國育種技術和化肥技術的科研投資主要是由政府承擔，而農(nóng)民則是長期獲得政府的補貼從而以低價獲得種子和化肥。根據(jù)上述理論，農(nóng)戶在面臨相對價格較便宜的中間投入時會自發(fā)地增加其投入量。因此，本文提出假說H2：中間投入與勞動、機械都存在替代關系。

如上文所述，我國的農(nóng)業(yè)格局并沒有發(fā)生根本性的變化，土地資源的稀缺加上多山地丘陵的地理環(huán)境導致我國農(nóng)業(yè)根本無法像歐美平原一樣在全國范圍內實行大規(guī)模農(nóng)業(yè)機械化作業(yè)，加之我國農(nóng)戶長期獲得的財政補貼以低價獲得種子和化肥，使得對比勞動力與使用機械的價格中間投入的價格變化不大。因此，我國農(nóng)業(yè)技術選擇以節(jié)約土地的“生物化學技術”為主，但隨著勞動力價格的上漲，對“機械化技術\"的選擇也會增加，最終形成以“生物化學技術\"為主、“機械技術\"為輔的新局面。從替代程度上看，雖然勞動與機械的替代彈性在增大，但是相比中間投入與其他兩要素的替代彈性數(shù)值要小。即中間投人與其他兩要素的替代彈性在任何時期都是最大的。此假說在一定程度上推翻了吳麗麗等[17的結論，這種差異可能源于兩個方面：一是本研究進一步考慮了肥料與機械之間的替代關系；二是研究樣本是比小麥更難以實現(xiàn)機械化的作物，這將進一步削弱“機械化技術”主導的可能性。由此提出假說H3：2004年后我國的技術選擇變?yōu)橐浴吧锘瘜W技術\"為主、“機械化技術\"為輔。

2 研究方法

在討論一個地區(qū)的農(nóng)業(yè)技術選擇問題上，常用的方法為計算各要素之間的替代彈性，即一種生產(chǎn)要素的價格變動對其他生產(chǎn)要素投入量的影響力度大小。其理論基礎為成本最小化原則。如圖1所示，成本最小化原則是替代彈性的基礎，指在生產(chǎn)過程中生產(chǎn)者會選擇成本最低的生產(chǎn)要素組合來生產(chǎn)既定量的產(chǎn)出。其中，總成本方程如式（1）所示。

式中： c 總成本；P- 要素價格；X 一要素的使用量；i 各生產(chǎn)要素。本文中 i 包含勞動 L 、機械K 、中間投入 M 。

隨后，生產(chǎn)函數(shù)與要素需求函數(shù)如式（2）所示。

Φ_y=f（Φ_Xi）

X_i=X_i（P_i，y）

式（2）的生產(chǎn)函數(shù)描述了在 f 函數(shù)關系式下不同生產(chǎn)要素是如何轉化為產(chǎn)出的，其中 y 為總產(chǎn)量。在成本最小化原則下，由式（2）和式（1）能推導出要素需求函數(shù)式（3），其中 i 要素的需求量受該要素價格與總產(chǎn)量的影響。把式（3）代人式（1），得到成本函數(shù)如式（4）所示。

參考Christensen等[22]對超越對數(shù)成本函數(shù)的定義，可以得到給定產(chǎn)出水平下的最低生產(chǎn)成本。具體的成本函數(shù)表達如式（5）所示。

式中：""—模型參數(shù)，代表不同要素對成本的影響程度和要素之間的相互作用；

j? —各生產(chǎn)要素 （i≠j） ：β_ij"要素 i，j 的成本交叉價格彈性；β_i"——i要素的成本價格彈性。

相比于Cobb—douglas函數(shù)，超越對數(shù)成本函數(shù)中要素之間的替代彈性之和不等于1，相比于CES形函數(shù)，這種函數(shù)形式很好地反映多要素間的相互影響。因本文的研究重點在于觀察勞動、機械、中間投入3種要素間的代替關系，所以本文采用超越對數(shù)成本函數(shù)進行研究更為合理。但由于自變量過多，直接使用式（5）進行實證研究容易出現(xiàn)共線性問題。因此，在實操上研究者往往會運用Shephard23的引理推導出成本份額函數(shù)用以減少自變量的數(shù)量，如式（6）所示。郝楓[24]、周曙東[]加藤智章25]等都運用了此方法進行研究。

式中： S_i"—要素 i 的成本占比。

另外，用成本函數(shù)計算替代彈性的主流方法大致有3種：第1種是Uzawa2的AES替代彈性;第2種是MES替代彈性；第3種是McFadden2的SES替代彈性。其中SES替代彈性的定義更接近Hicks[28]對替代彈性的原始定義，故本文采用SES替代彈性來驗證研究假說。根據(jù)Binswanger[29]和郝楓[24]的研究，SES替代彈性可以由 β_ij"以及要素需求的交叉價格彈性計算得到。在超越對數(shù)成本函數(shù)中，要素需求的交叉價格彈性""與自身的要素需求價格彈性 E_ii"分別可以通過式（7）和式（8）求得。

而SES替代彈性（以下簡稱替代彈性） σ_ij"可以通過式（9）求出。

計算出來的 σ_ij"如果為正則表明要素之間具有替代關系。如果 σ_ij"為負則表明要素之間具有互補關系。如果 σ_ij"的值越靠近0則兩者的關系越弱。

3數(shù)據(jù)說明與統(tǒng)計描述

3.1 數(shù)據(jù)來源

使用1999—2023年《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》中各省水稻、玉米的生產(chǎn)成本數(shù)據(jù)進行研究?？紤]到不同區(qū)域因要素稟賦差異而產(chǎn)生的異質性，特別是水稻生產(chǎn)中南北省份間往往存在雙季稻、單季稻以及粳稻、粘稻的差異。為了獲取能代表該省的平均水稻生產(chǎn)成本，把該省各品種水稻產(chǎn)量占該地區(qū)總水稻產(chǎn)量的比值作為權重，用以加權平均該省水稻生產(chǎn)中的勞動成本、機械使用成本，以及中間投入的成本。為便于比較，將所有成本數(shù)據(jù)按1998年的價格指數(shù)進行實際化處理，所用的數(shù)據(jù)出自1999一2023年《中國統(tǒng)計年鑒》。其中勞動成本運用“各地區(qū)農(nóng)村消費者物價指數(shù) 1998=100 \"進行實際化；農(nóng)用機械使用成本運用“各地域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價格分類指數(shù)（ 1998=100） ”中的“半機械化農(nóng)具價格指數(shù)”“機械化農(nóng)具價格指數(shù)”“農(nóng)用機械燃料價格指數(shù)\"的加權平均值進行實際化；中間投入成本運用“各地域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價格分類指數(shù) （1998=100 \"中的“化學肥料\"以及“其他生產(chǎn)資料”的加權平均值進行實際化。但統(tǒng)計局在2021年后取消了“各地域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價格分類指數(shù)\"這一統(tǒng)計口徑，之后的價格指數(shù)通過2015一2020年的數(shù)據(jù)進行線性遞推得到。根據(jù)《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》的統(tǒng)計標準，所有關于生產(chǎn)成本的變量都以元/"^′hm²"為單位進行換算。

3.2 變量定義

主要變量的定義如表1所示。其中，家庭用工折價根據(jù)《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》的定義為：家庭用工折價""理論勞動日工價 x 家庭用工天數(shù)。家庭用工天數(shù) = 家庭農(nóng)業(yè)勞作的總時長/8（一天按照8h工作計算）。理論勞動日工價""上年農(nóng)村居民家庭平均每人純收入 x 上年每個鄉(xiāng)村從業(yè)人員負擔人口數(shù)/全年勞動天數(shù)（250天），這一指標的設定是考慮到了農(nóng)村勞動者為了撫養(yǎng)老人與小孩所必要的工資水平。每個鄉(xiāng)村從業(yè)人員負擔人口數(shù)""鄉(xiāng)村人口數(shù)/鄉(xiāng)村從業(yè)人員數(shù)。

表1主要變量介紹Tab.1Mainvariables

另外，根據(jù)2023年《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》的定義，機械作業(yè)費是指農(nóng)戶租用單位或個人機械設備進行作業(yè)所支付的成本。這里并沒有明確說明這種租賃是否包含了雇人使用農(nóng)用機械的勞務費用。受統(tǒng)計資料的限制，本文效仿既有研究[7.12.13]把機械作業(yè)費看作是機械的使用成本進行討論。這種處理可能會導致機械的使用成本被高估。

最后，因為《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》以及其他相關資料并沒有記錄使用機械的價格以及使用機械的時間等變量，所以本文采取了估算的方式對相關變量進行計算。區(qū)別于既有研究常用價格指數(shù)[1作為機械價格的代理變量，本文采用了其他方法進行估算：使用機械的價格（元""機械使用成本/（總勞動時間 × 綜合機械化率）。其中，綜合機械化率為1999—2023年《中國農(nóng)業(yè)機械工業(yè)年鑒》和《中國統(tǒng)計年鑒》公布的農(nóng)機播種、耕地、收獲占總播種、耕地、收獲面積的百分比，按照4：3：3的權重進行加權平均的結果。這一計算方法本質上是建立在“我國農(nóng)民的所有農(nóng)業(yè)勞作都是由機械完成\"的前提上并用合機械化率進行校正得來。此算法考慮農(nóng)民在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對農(nóng)用機械的實際使用量。因此，雖然這一估算方法算不上最佳，但也遠比單純用購買農(nóng)機的價格指數(shù)進行衡量要更接近真實的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況。

3.3 描述性統(tǒng)計

表2為主要變量的描述性統(tǒng)計，可以看出，無論是投入量還是成本占比勞動都遠遠高于機械。這說明1999—2023年我國的農(nóng)業(yè)仍然是以勞動密集型生產(chǎn)方式為主。另外，從成本結構上看，水稻的 S_K"大于玉米的，意味著兩種糧食作物的機械化程度可能不同。

表2主要變量的描述性統(tǒng)計（1999一2023年）Tab.2Descriptive statistics of the main variables（1999—2023）

通過整理價格數(shù)據(jù)可得圖2和圖3。

由圖2和圖3可知，水稻與玉米的勞動投入價格在2004年左右開始上漲，2008年左右增速加快甚至超過了使用機械的價格。另外，2004年前后兩種糧食作物使用機械的價格也呈現(xiàn)上漲趨勢，中間投入價格雖然也有上漲，但增幅相比其他兩種要素要小很多。這種現(xiàn)象使得在2008年前后中間投入與其他兩種要素的價差不斷擴大。根據(jù)“誘致性技術變遷理論”，我國農(nóng)戶在面臨較貴的勞動價格和機械價格時會自發(fā)地傾向于選擇增加中間投入來進行糧食生產(chǎn)。

由圖4和圖5可知，（1）1999—2023年水稻和玉米的勞動投入不斷下降。（2）水稻的中間投入在2010年以前出現(xiàn)上下波動的情況，但在以后的幾年里隨著勞動或機械與中間投人的價差擴大呈現(xiàn)上漲態(tài)勢，而玉米則是在2005年后就呈現(xiàn)出了相同的上漲趨勢。在勞動投入逐漸減少的時期內中間投入還在穩(wěn)步上升，這足以說明“生物化學技術”對于我國農(nóng)業(yè)的重要性。（3）兩種作物在2008年后機械投人隨著勞動與使用機械的價格差的擴大而提高，但在2005—2009年整體增加的幅度小于中間投入的，中間投入的相對投人在增加?？偟膩碚f，雖然還需進一步對要素間的替代彈性進行測算，但就圖4和圖5顯示的情況來看，2004年后我國兩種糧食的勞動、機械、中間投入之間都存在著替代關系，其中勞動投入減少而機械的使用和中間投入都在增加。這種替代關系是因為農(nóng)戶采用了兩種農(nóng)業(yè)技術而引起的要素投人變化，其中相比于“機械化技術\"的運用，農(nóng)戶在“生物化學技術\"的運用上更為普遍。

圖41999—2023年水稻各要素投入 Fig.4 Input of rice in 1999—2023

圖51999—2023年玉米各要素投入 Fig.5 Input of corn in 1999—2023

另外，在整理我國糧食生產(chǎn)的成本結構時發(fā)現(xiàn)，2004一2023年無論糧食作物的品種如何，農(nóng)用機械成本占比的變化都比較小，大致增加了 6% 。而日本在1965—1980年水稻生產(chǎn)中使用機械費用占總成本的份額增加了 14%^[4]"，與之相比我國的這種變化要弱很多。

綜上，本文考察2004年后糧食生產(chǎn)要素價格與要素投人的變化。通過對數(shù)據(jù)的整理得到結論：（1）2004年后兩種糧食作物的勞動與中間投人、勞動與機械、機械與中間投入的價差不斷擴大。其中，中間投入與其他兩種要素的價差最大。（2）2004年后勞動投入不斷減少，而機械與中間投入在不同程度上都有增加，總的來說在2005—2009年中間投入的增加幅度大于機械投入。

雖然后續(xù)還需對以下結論進行探討，但僅從要素價格與要素投入的變化能發(fā)現(xiàn)，2004年后我國糧食生產(chǎn)的三種要素之間可能都存在替代關系（中間投入的增投現(xiàn)象要多于其他兩種要素），并且這一時期我國的農(nóng)業(yè)技術選擇應該是兩種技術都有在運用。

4替代彈性測算與結果分析

本文的回歸方程式一共有3個，考慮到方程估計的系數(shù) β_ij"間需要滿足對稱性和齊次性的約束，因此，采用在限制條件下的似不相關回歸法對3個方程式同時進行估計。估計時運用了Stata15軟件對式（6）進行計算，其結果整理到表3和表4中。

表3水稻要素成本份額方程估計結果

Tab.3Cost share equation estimation results of rice

注：、 、***分別表示在 10%.5%.1% 水平上顯著。下同。

本文使用這樣的方法不僅在一定程度上能夠克服方程間的殘差相關問題，而且還能提高估計的有效性。表3和表4中Breusch—PaganLM檢驗結果大部分都反映了方程組之間的殘差項拒絕“同期相關”的原假設，但在玉米要素成本方程估計中2014—2018年、2019—2023年兩階段不能拒絕此假設。因此，權衡之下運用命令SUR來進行系統(tǒng)估計能提高估計效率。表3和表4的估計結果中 β_ij"全都大于0并且基本通過顯著性檢驗，這說明本模型的有效性。另外，計算結果也滿足價格齊次性與對稱性的約束條件"。由于回歸方程滿足稱性的約束，因此，沒有列出同一時段下 S_M，S_K，S_L"三個回歸方程的重復系數(shù)（例如： β_LK"與""），重復值只列出了1個。而 μ_ij"不參與后續(xù)要素替代彈性的計算，因此，表3中也未列出具體的結果。

表4玉米要素成本份額方程估計結果Tab.4 Cost share equation estimation results of corn

表5為根據(jù)表3和表4的估計結果以及式 （7）～ 式（9）計算出的各要素之間的替代彈性。首先，整體來說2004年以后的 σ_KL"幾乎都大于之前的數(shù)值。這說明勞動與機械的替代關系隨著勞動力價格的上漲而增強。觀察圖2和圖3可知，勞動力價格上漲的幅度比使用機械的價格高，因此，可以斷定兩種生產(chǎn)要素之間相對便宜的是機械而非勞動，替代強度也會因兩種要素的價格差的增加而增強，這證實了假說H1。另外，政府在2003年推行農(nóng)機購置補貼政策，這一政策在一定程度上也促進了農(nóng)業(yè)機械化的普及。

表51999一2023年中國糧食生產(chǎn)要素之間的替代彈性Tab.5Input substitution elasticity in 1999—2023

其次，兩種糧食的3種要素之間替代彈性數(shù)值均為正，這從數(shù)理意義上證明了三要素的替代關系。如上文對“誘致性技術變遷\"理論中所述，機械除了能替代勞動以外，還能與中間投人發(fā)生替代關系，而這種替代關系的產(chǎn)生源于農(nóng)戶節(jié)約成本的考慮——農(nóng)戶會自發(fā)增加相對便宜的生產(chǎn)要素投入，減少相對昂貴的生產(chǎn)要素投入。此外，由圖2和圖3可知，在本文考察的所有時間段內，中間投入的價格變化比其他兩種生產(chǎn)要素的價格變化要小得多（“中間投入\"最便宜）。因此，可以說明中間投入與勞動和機械之間同時存在替代關系，這證實了本文的假說H2。

最后，任何時段兩種糧食的 σ_KM"或 σ_LM"幾乎都比σ_KL"大。說明農(nóng)戶根據(jù)價格的變化堅定地選擇使用中間投入去替代勞動或機械，而并非單純地增加機械投入量，這一事實證明了我國農(nóng)業(yè)技術選擇依然是以“生物化學技術”為主，而“機械化技術”只起到補充作用。導致這一結果出現(xiàn)的根本原因是，土地對于我國農(nóng)業(yè)來說依然是稀缺資源。所以，像歐美等國一樣選擇“機械化技術”為主的生產(chǎn)方式對于我國來說是不切實際的。綜上，在2004年后因勞動力價格上漲導致農(nóng)戶選擇“機械化技術”的傾向會弱于“生物化學技術”，這證明了本文的假說H3。

此外，對比表5中各個時段，無論何時玉米的 σ_KL"都要大于水稻的 σ_KL"，這可能是因為機械在水稻生產(chǎn)中運用的難度比在玉米生產(chǎn)中的大。另外，相比2004—2008年，兩種糧食作物的 σ_KL"在后續(xù)時段都有所下降，而 σ_LM"或 σ_KM"卻在增加。說明在2008年前后，中間投入與其他兩種要素的價差擴大使得農(nóng)戶更愿意增加中間投人來替代勞動或者機械（如圖 2～ 圖5所示）。

以上結論揭示出，2004年后我國農(nóng)戶在水稻和玉米生產(chǎn)上面臨勞動力價格上漲時，一方面積極地增加對“農(nóng)業(yè)機械技術”的使用，另一方面則是沿襲2000年以前以“生物化學技術”為主的技術選擇路徑[13]，并最終形成以“生物化學技術\"為主、“機械技術”為輔的新局面。雖然2003年后我國政府一直重視對農(nóng)業(yè)機械的開發(fā)與普及，使得全國農(nóng)機總動力不斷攀升，但從市場來看農(nóng)戶還是更愿意選擇相對價格較為便宜的“生物化學技術\"進行生產(chǎn)，其根本原因在于我國的土地資源依舊稀缺。近些年在我國土地流轉政策的助力以及城鄉(xiāng)勞動力移動的背景下，我國農(nóng)業(yè)應用“農(nóng)業(yè)機械化技術”對規(guī)?；a(chǎn)起到了促進作用，但人多地少和多山地丘陵的地形地貌使得我國的農(nóng)業(yè)技術更偏向于發(fā)展和普及土地密集型的“生物化學技術\"而不是“機械化技術”。

從這方面看，我國農(nóng)業(yè)技術選擇的發(fā)展進程更類似于日本。在經(jīng)濟發(fā)展的初期階段為了解決糧食與工業(yè)化之間的矛盾，兩國的農(nóng)業(yè)技術選擇都是以提高畝產(chǎn)的“生物化學技術\"為主的。但在城鄉(xiāng)二元經(jīng)濟模式的推動下，農(nóng)村勞動力的轉移與土地流轉使得“機械化技術\"被農(nóng)戶廣泛接受，最終形成新時期以“生物化學技術\"為主、“機械化技術\"為輔的格局。對比兩國的發(fā)展經(jīng)驗，在使用\"生物化學技術”為主的國家都會出現(xiàn)化肥、農(nóng)藥等生產(chǎn)資料投人冗余造成環(huán)境污染的問題[20.30]。如何減少肥料過度投放是新時期農(nóng)業(yè)技術應該關注的重點。

5各地區(qū)要素替代彈性測算

因篇幅所限，本節(jié)直接給出各地區(qū)替代彈性的計算結果。另外，由于細分區(qū)域后單個區(qū)域的樣本量有所下降造成某些時間段計算結果不能拒絕“同期相關”的原假設，因此，相比上文內容，本節(jié)對時間段的劃分做了相應調整用以確保所選時間段能拒絕“同期相關”的原假設。

表6為水稻和玉米按東、中、西三區(qū)域劃分后計算出的結果，明顯表現(xiàn)出了各地區(qū)的異質性。首先，根據(jù)勞動與機械替代關系的計算表明，對于水稻和玉米兩種作物的生產(chǎn)，東部地區(qū)隨著我國勞動力價格的上漲，其勞動與機械的替代程度在增大，而中西部地區(qū)則在不同程度地減小。說明我國東部沿海地區(qū)地勢較為平坦適合機械運作，而中西部地區(qū)屬于多山地丘陵地帶農(nóng)業(yè)機械的運用相對困難。適合中西部地區(qū)農(nóng)業(yè)需要的是提高單位面積產(chǎn)量的“生物化學\"技術而非“機械化技術”。另外，西部地區(qū)的 σ_KL"都要大于其他地區(qū)。其原因在于，相比其他地區(qū)，西部地區(qū)的機械化水平（綜合機械化率）是最低的。該地區(qū)農(nóng)業(yè)在逐步使用農(nóng)業(yè)機械的同時，受到邊際效率遞減約束程度也是最低的。因此，西部地區(qū)勞動與機械的替代程度往往要大于同時期東中部地區(qū)。其次，根據(jù)中間投入與其他兩要素替代關系的計算表明，無論作物種類與時期，絕大多數(shù)的 σ_KM"或 σ_LM"都大于 σ_KL"。這再次證明了本文的假說H3，即在我國大部分區(qū)域農(nóng)業(yè)的技術選擇以“生物化學技術\"為主，而“機械化技術\"在勞動力不足階段下只起到了補充作用。

但例外的是東部地區(qū)在2005—2023年玉米的 σ_KL"大于其他兩組生產(chǎn)要素的替代彈性，這可能意味著東部平原地區(qū)的玉米生產(chǎn)更具備使用“機械化技術\"的條件。最后，玉米的 σ_KL"要比水稻在對應的各個階段和各個地區(qū)的數(shù)值都要大，說明使用“機械化技術\"生產(chǎn)水稻比生產(chǎn)玉米更為困難。

以上結論揭示出，雖然不同作物和不同地域存在異質性，但就結果而言，在勞動力價格上漲的大背景下，大部分地區(qū)在農(nóng)業(yè)的技術選擇上都表現(xiàn)出了以“生物化學技術\"為主，而“機械化技術”只起到了補充作用的特點。尤其是在我國的中西部地區(qū)，這一特點表現(xiàn)得更為明顯。然而例外的是，東部平原地區(qū)的玉米生產(chǎn)在同背景下，其技術選擇更偏向使用“機械化技術”，這與其他地區(qū)形成了鮮明的對比。如何推廣適合當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的技術是今后應該被重視的問題。

表6各地區(qū)糧食生產(chǎn)要素之間的替代彈性

Tab.6 Input substitution elasticity of grain in different regions

注：東部地區(qū)包括山東、廣東、江蘇、浙江、海南、福建、遼寧。中部地區(qū)包括內蒙古、吉林、安徽、江西、河北、河南、湖北、湖南、黑龍江。西部地區(qū)包括云南、四川、寧夏、廣西、貴州、重慶、陜西。

6 結論

通過整理1999—2023年《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》數(shù)據(jù)，對勞動力價格上漲前后水稻和玉米生產(chǎn)技術選擇的演變進行研究。

1）從生產(chǎn)要素的價格來看，2004年左右生產(chǎn)糧食的勞動價格以及使用機械的價格都在升高，而中間投入價格雖然也有上漲，但相比其他兩種要素增幅要小很多。大致在2008年前后，中間投人與其他兩種要素的價差不斷擴大，這使得農(nóng)戶們更愿意增加中間投人來替代勞動或機械。

2）從替代彈性上看，在本文研究的所有時段內勞動、機械和中間投入三者之間都存在替代關系。其中，對比勞動力價格上漲之前（1999一2003年），上漲之后（2004—2023年）我國兩種糧食生產(chǎn)的勞動與機械、機械與中間投入、中間投入與勞動的代替關系都在增大。

3）從糧食生產(chǎn)的技術選擇上看，我國仍然延續(xù)2000年以前的路徑，主要選擇以“生物化學技術\"為主，而“機械技術”只對其起到一定的補充作用。導致這種現(xiàn)象的原因有3方面：首先是糧食的育種技術與化肥技術的進步使得價格的變動并不大。這一點歸功于我國對糧食生產(chǎn)技術的科研投資以及對農(nóng)戶使用良種和肥料的補貼；其次是機械的普及仍待提高，可能由于農(nóng)戶堅持使用更為熟悉的傳統(tǒng)耕作方式，或是農(nóng)機的操作難度較高，也有可能是跨區(qū)域農(nóng)業(yè)服務不夠完善；最后是我國的要素稟賦沒有發(fā)生根本性變化，雖然土地流轉和農(nóng)村勞動力流出促使“機械化技術\"的普及，但土地資源稀缺仍然是我國農(nóng)業(yè)面臨的根本性問題。

4）從異質性的角度來看，雖然不同作物和不同地域存在異質性，但就結果而言與我國整體表現(xiàn)出的技術選擇特點并無明顯差異。其中，東部地區(qū)比較特別，表現(xiàn)為2004年后其玉米生產(chǎn)的技術選擇主要以“機械化技術\"為主。這意味著我國目前的此項技術更適合在東部平原地區(qū)易于被機械化生產(chǎn)的玉米。

5）所有時段的 σ_KL"大小基本在0.7以內。相比其他類似的研究計算出的替代彈性要小很多。其原因可能有2點：一是使用方法的不同。既有研究中的替代彈性為AES，而本文使用的是SES替代彈性（SES彈性變化幅度小于AES的）。二是機械價格的估計方法不同。雖然使用生產(chǎn)函數(shù)的方法能直接計算出要素間的替代彈性，但價格因素才是農(nóng)戶考慮使用何種要素來進行耕作的直接原因。因此，對使用機械的價格進行測度才是研究的重點。

綜上，2004年后我國在糧食生產(chǎn)技術的選擇上與60年代后的日本相似，即仍然偏向“生物化學技術”，在勞動力價格上漲時期“機械化技術”只起到降低生產(chǎn)成本的輔助作用。雖然糧食的中間投人價格低廉可以穩(wěn)定糧食價格和提升國內市場中對進口糧食的價格競爭力，但這可能意味著中國的糧食生產(chǎn)面臨化肥投入冗余的問題。因此完全依賴經(jīng)濟學的方法，通過提升化肥的價格來治理農(nóng)業(yè)污染問題是顧此失彼的。在治理化肥污染問題上我國應該注重研發(fā)和推廣新型綠色化肥以及精準投放化肥技術。另外，當下我國正面臨農(nóng)村空心化問題，在重視城市化發(fā)展的歷史慣性推動下，我國農(nóng)村今后可能面臨比日本更嚴重的農(nóng)村空心化與農(nóng)村老齡化問題。農(nóng)村勞動力不足導致的勞動力價格上漲勢必會影響農(nóng)作物的生產(chǎn)，進而威脅到我國的糧食安全。在這一背景下，我國應該著重發(fā)展適應在山地丘陵地形進行生產(chǎn)的小型農(nóng)業(yè)機械化技術，以及提升農(nóng)業(yè)機械使用率的跨區(qū)域農(nóng)業(yè)服務來應對農(nóng)村空心化帶來的糧食安全隱患問題。最后，我國平原地區(qū)多集中在東南沿海，這些區(qū)域在重視機械化的同時還應該進一步促進土地流轉，以此發(fā)揮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模經(jīng)濟效應。

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