糧食主產省糧食生產投入要素效率ＤＥＡ分析

摘要：中部地區對于中國糧食安全做出了積極貢獻。作為中部六省之一，湖北省在糧食安全上也做出了積極貢獻。運用DEA方法分析1990-2004年湖北省糧食生產投入要素，揭示湖北省在糧食生產投入要素方面的運行效率，發現湖北省糧食生產存在投入過多，要素投入有松弛量，尤其是2004年化肥施用量和農業機械總動力的投入；同時發現，湖北省糧食生產存在規模過小的制約，需要適當擴大生產規模，發揮糧食生產的規模效益，以提高糧食綜合生產效率。

關鍵詞：糧食安全；DEA；生產投入要素；效率；湖北省

中圖分類號：F307.11文獻標識碼：A 文章編號：1009－9107（2007）04－0056－05

一、問題的提出

中國的糧食安全面對當前人地矛盾，耕地的不斷減少，農業結構調整中的“壓糧擴經”，使得糧食安全存在很不確定的因素。中部六省對我國糧食安全做出了積極貢獻。2004年，中部六省糧食總量1.48億噸，占全國的32.6%，全國糧食增產的56%來自中部。作為中部六省之一，湖北省2004年糧食總產量占中部六省的14.52%，占全國的4.73%。提高糧食投入要素生產效率，既有利于保障國家糧食安全，提高中部地糧食生產要素的投入產出率，也有利于高效利用農業生產要素，實現農業資源的集約利用，促進循環經濟的發展。

二、基本模型

數據包絡分析（data envelopment analysis，DEA）是使用數學規劃模型評價具有多元投入和產出的部門或單位（稱為決策單元，簡記為DMU）間的相對有效性（稱為DEA有效）的無參數計算方法。根據對各DMU觀察的數據判斷DMU是否為DEA有效，本質上是判斷DMU是否位于生產可能集的前沿面上。DEA方法具有以下主要優點：（1）DEA方法與傳統參數前沿估計方法的比較，傳統的參數方法得到的生產函數只能反映輸入輸出間的一種“平均趨勢”關系，這與生產函數本身的含義并不完全一致；而DEA方法用“最接近”所有樣本點的外包絡面即生產空間中的前沿面作為生產函數的圖形，這顯然比傳統的參數方法更接近生產函數原來的含義，因而結果更為可靠。（2）不需要構造生產函數，無需將不同物理量綱的指標進行轉換，也無需確定各項指標的權重。（3）該方法不僅可以判斷決策單元（DMU）的有效性，即其是否位于有效生產前沿面上，同時又可獲得規模效益等信息。［1］

DEA分析中最主要兩個模型為C2R和C2GS2模型。前者假設決策單元處于最優生產規模下，后者將模型中的固定規模（CRS）假設解除，衡量決策單元在可變規模下的效率。面對當前我國農業結構調整、轉移農村勞動力、促進土地集中等形勢，有利于擴大農業生產規模，提高農業產出效率，緩解“三農”問題的矛盾。所以，固定規模效益模型即C2R模型不適宜，規模效益可變模型即C2GS2模型較符合實際。效率的高低可分別在投入導向和產出導向兩種情況下衡量，投入導向是指在不改變產出數量前提下，如何減少投入比例；產出導向是指在不改變投入比例的前提下，如何增加產出。在決策單元可自由調整生產要素投入比例，則可以選擇投入導向進行分析，根據糧食生產的效率分析特征，選擇投入導向性下的C2GS2模型對其效率進行評估分析。

（一）基本原理

三、實證分析

在農業生產中，我們要求投入越小越少越好，而產出則越多越大越好，因此運用DEA分析的投入項有：（1）化肥施用量，采用化肥折純量計算。（2）農村用電量，以反應農村電能的消耗。（3）農作物播種面積（農業生產離不開耕地，而耕地資源的稀缺性要求對耕地的高效綜合利用）。（4）農業機械總動力。（5）有效灌溉面積。產出項為糧食總產量。

（一）要素配置情況

從要素配置表可以看出（見表1），湖北省糧食生產物質要素投入1990，1997-1999年4年中，技術效率和規模效率均為1，可知這4年處于最佳效率和最佳規模狀態下，表明在該階段內，湖北省糧食生產的物質要素投入配置效率最優，促進了糧食的高效生產。

1992、1995、1996、2000年這4年糧食生產的物質要素投入的配置狀況屬于邊緣非效率集合，但在短期內對投入產出量稍作調整，減少投入量，便可很容易達到最有效率和規模。因此，這4年的糧食生產物質投入要素配置狀態為次優。

對于1991，1993，1994，2001-2004年這7年，由于其技術效率高（δ*=1）而規模效率（S*）較小，處于規模報酬遞增狀態（IRS）。所以這七年的糧食生產要素配置狀態為規模過小，需要擴大生產規模。

表1要素配置效率

（二）生產效率差異性測量

投入沒有充分利用而導致低效率，即產生了松弛，需要減少松弛量。例如。在一個固定比例技術狀態下，假設最佳實踐要求10單位勞動力和10單位土地上生產10單位產出。如果相同的10單位勞動力和10單位土地僅僅生產8單位產出，這個技術是無效率的。如果11單位勞動力和10單位土地生產10單位產出，有一單位勞動力投入的松弛。完全有效率要求既沒有無效率又沒有投入要素的松弛。

從表2的投入產出調整可以看出，需要減少投入的主要是化肥用量、農村用電量、農作物播種面積和農業機械總動力。農業有效灌溉面積的投入一直保持在最佳狀態，表明湖北省農業生產中，對于農業水利的建設是十分有效的，農業水資源的利用效率較優。而化肥，農業用電量的投入需要減少，過多的投入產生了投入要素松弛。2004年化肥用量、農村用電量的投入要素松弛值為41.850萬噸和10.636億千瓦時，高于其他任何一年的投入要素松弛值。農業機械總動力的投入也存在同樣的情況。從表3可以看出，2004年投入要素松弛值占1990-2004年投入要素松弛總值的比重中化肥用量高達50.805%，農村用電量高達40.947%，而農業機械總動力高達97.869%。說明該年糧食產出的增加是以高要素投入為代價的。因此需要縮減化肥用量、農村用電量和農業機械總動力。

表2非有效單元的投入產出調整

五、基本結論

通過對湖北省1990-2004年糧食生產投入要素的DEA分析，發現當前湖北省糧食生產中，投入要素的技術效率多為有效，15年中只有4年的技術效率（δ*）不為1，其他11年技術效率均為1，但規模效率卻相反，15年中只有4年規模效率（S*）為1，11年中小于1。自2000年之后，技術效率（δ*）為1而規模效率值逐年下降，2004年規模效率（S*）為0.891，表明湖北省糧食生產規模過小，規模報酬處于遞增狀態，需通過適度擴大規模提高糧食產出效率。另外，2004年投入要素過多，需要適當減少投入量，尤其是化肥施用量和農業機械總動力。

（一）適當增加農作物種植面積，擴大土地生產規模，促進糧食生產的規模效應

建立合理的土地流轉機制，積極培育土地經營權流轉市場。完善農民社會保障體系，對自愿放棄土地的農民建立合理的補償機制。促進農業產業化經營，積極培育龍頭企業、農業生產大戶，實現“公司+企業+農業”的一體化生產經營組織結構，以提高糧食生產的規模，發揮規模效益。

（二）控制化肥施用量，合理安排化肥品種結構

湖北省化肥施用量自1990年到1998年逐年增加，經歷了1999、2000、2001三年逐年減少之后，隨即又呈增加趨勢。化肥的使用量對于糧食產量增加無疑起到了十分顯著的作用。但過度使用化肥會削弱莊稼生產能力。氮肥過多使用可減弱莊稼抗病蟲能力而增加消滅病蟲害的農藥用量，直接威脅了食品的安全性，導致和加劇環境污染。過多施用化肥，易形成農業面源污染、造成水體富營養化，導致藻類滋生，繼而破壞水環境，甚至使得地下水硝酸鹽含量增加。同時也浪費大量緊缺資源。2004年，我國化肥生產消耗了大約1億噸標準煤，超過國家能源消耗比重的5％。［3］此外，化肥生產每年消耗的緊缺資源高品位磷礦石超過了1億噸，以及我國 72％的硫資源。因此，要合理施用化肥，調整化肥品種結構，調整重氮、輕磷、少鉀的現象，加大復合肥普及率，逐步完善測土配方施肥。

（三）合理投入農業機械，確保農業生產高效率

按照投入產出比最大化原則，實現最小投入最大產出。農業機械總動力的投入，不僅是數量上的增加，更應重視新技術、新機具的運用。合理安排農業機械總動力的投入，優化機械耕整、播栽、收獲比例，以高效利用湖北農業機械總動力。

參考文獻：

［1］黃映暉，戎承法，張正河.DEA方法在小麥生產效率衡量中的應用［J］.農業技術經濟，2004（5）：16-22.

［2］魏權齡.評價相對有效性的DEA方法［M］.北京:中國人民大學出版社，1988.

［3］過量施用化肥的危害［EB/OL］.［20060321］.http://www.lstny.gov.cn/syjs/syjs_show.asp?id=344.

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文”