氣候變化對粳稻生產效率的影響研究

李亞寒等

摘要運用隨機前沿超越對數生產函數和省級面板數據，綜合考慮氣候因素和粳稻生產投入要素，測算我國粳稻1980～2012年的生產效率，并使用效率損失模型測算出氣候變化對粳稻效率缺失的影響情況。結果表明，粳稻的生產效率呈現出上升的趨勢，但波動較為平穩；降水量和日照時數對粳稻生產效率缺失有顯著（1%水平）正的影響，即降水量和日照時數的增加均會使粳稻生產效率降低；平均氣溫會促進粳稻生產效率的提高，但影響并不顯著。

關鍵詞氣候變化；粳稻；生產效率；效率損失；影響

中圖分類號S161文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）14-04350-02

Effects of Climate Change on Japonica Rice Production Efficiency

LI Yahan， ZHOU Hong（College of Economic Management， Nanjing Agricultural University， Nanjing， Jiangsu 210095）

AbstractUsing stochastic frontier beyond logarithmic production function model and provincial panel data， considering the climATic factors and Japonica rice production input factors， Japonica rice productivity from 1980 to 2012 in China was estimated， and then the impact of climate change on the efficiency of the missing was measured by using efficiency loss model. The main conclusions are： Japonica rice productivity showing a rising trend， but volatility is relatively stable； rainfall and sunshine hours have a significant （1% level） positive impact on lack of productivity， namely， rainfall and sunshine hours' increase will reduce Japonica rice production efficiency； the average temperature will promote Japonica rice production efficiency， but the effect is not significant.

Key wordsClimate change； Japonica rice； Production efficiency； Loss of efficiency；Effects

《氣候變化國家評估報告》預測，在2000年往后的50年里，我國的平均氣溫將會出現明顯的上升趨勢，2050年平均降水量在未來50年間將是不斷增多的趨勢[1-2]。粳稻主要分布在我國北方、長江中下游地區以及溫度較低的云貴高原的高海拔地段，對氣候變化非常敏感，容易受到氣候變化的影響，降水量、氣溫、日照時數等氣候變化指標通過改變稻田的生態系統，改變著粳稻的生理和生態環境，勢必會對粳稻的生產效率產生影響。Lobell等研究了作物生長期內氣候溫度變化對美國糧食作物的影響，結果發現氣溫升高對玉米和大豆的產量會產生負的作用，氣溫的產出彈性為-17%[3]。Rosegrant等分別構建了包括氣候因素和不包括氣候因素的小麥生產函數模型，比較分析2種情況下小麥產量的變化情況，通過對比研究發現，氣候要素實實在在地對小麥的產量有著影響，且這種影響由于地域的不同相互之間表現出非常明顯的區別[4]。崔靜等分別將一季稻（包括中稻和粳稻）、小麥和玉米作物生長期內降水、溫度、日照等氣候因素引入超越對數生產函數模型，評價各作物生長期內氣候變化對我國不同地區不同糧食作物單產的影響程度[5]。朱曉莉等假定水稻總產量是各種農業生產資料投入和氣候因素的函數，運用隨機前沿超越對數模型，對江蘇省不同地區水稻不同生育期降水量、溫度、日照時數等氣候因子對水稻產量的貢獻率進行測算[6]。綜述已有文獻，大部分經濟學者主要針對氣候變化對糧食產量的影響進行研究[5-9]，鮮少有人研究氣候變化對糧食生產效率的影響，為了彌補這部分的空缺，筆者在前人研究的基礎上，專門研究較長一段時間內氣候變化對我國粳稻生產效率的影響情況，并通過進一步測算氣候因素對粳稻效率缺失的影響來進一步說明。

1資料與方法

1.1數據來源粳稻投入產出數據主要來源《建國以來全國主要農產品成本收益資料匯編 1953-1997》、《全國農產品成本收益資料匯編》（1999～2013年）；生產資料價格指數數據主要來源于《中國統計年鑒》（1985～2012年）和《中國農村統計年鑒》（1981～1984年）；氣象數據來自中國氣象科學數據共享服務網，粳稻稻作期參考中國種植業信息網-農時數據庫近10年數據得出。粳稻對應主產省份的降水量、平均氣溫、日照時數1980～2012年的年數據分別由該省份歷年種植粳稻生長期內相應氣象站點20：00～次日20：00降水量、平均氣溫、日照時數逐日數據取平均值得到。

1.2模型設定在此實證模型設定選用超越對數生產函數時變形式[6]，該模型中被解釋變量為粳稻主產品產量，投入變量包括粳稻生產投入要素和氣候因素兩部分，同時包括時間趨勢項，以度量技術進步程度。模型具體形式為：InYit=a0+a1t+a2t2+nk=1[b0k+b1kt]lnCkit+nk=1[c0k+c1kt]lnAkit+12nk=1nl=1dkllnCkitlnAlit+12nk=1nm=1ekmlnCkitlnAmit+12nl=1nm=1flmlnAlitlnAmit+Vit-Uit，式中，Yit表示第i個省份第t年對應品種粳稻每畝主產品產量，t=1，2…，33，i=1，2，…9；t為時間趨勢項，t=1，2，…，33；Ckit表示粳稻在生長期內的降水量（PEit）、平均氣溫（ATit）、日照時數（SDit）；Akit表示粳稻投入要素，包括勞動力（LBit）、種子費（SCit）、肥料費（FCit）、農藥費（PCit）、機械作業費（MOCit）；Vit是隨機誤差項，Vit～N（0，σ2V）；Uit是表示技術非效率的非負隨機項，假定其獨立且Uit～N（0，σ2U）。效率損失模型設定為：mi=δ0+δ1PEi+δ2ATi+δ3SDi，式中，PE表示稻作期內降水量（0.1 mm），AT表示稻作期內平均氣溫（0.1 ℃），SD表示稻作期內日照時數（0.1 h），δ表示待估計系數。筆者構建的隨機前沿超越對數生產函數模型中指標主要包括粳稻所對應各主產省份（遼寧省、吉林省、黑龍江省、江蘇省、浙江省、安徽省、河南省、湖北省以及云南省）的粳稻農業生產投入產出指標以及粳稻稻作期內氣象指標。

由于涉及到生產資料價格，文中使用歷年來各省（區、市）農業生產資料價格分類指數進行了平減（1980=100），其中，種子費用使用各省（區、市）農業生產資料價格指數，肥料費（農家肥費與化肥費之和）、農藥費和機械作業費分別使用各省（區、市）化學肥料指數、農藥及農藥械指數和機械化農具指數。

2結果與分析

圖11980～2012年我國粳稻生產效率趨勢量和日照時數對其效率缺失均有著1%水平下的顯著正的影響，降水量增加1%，粳稻的效率損失就增加0.021%，亦即降水量的增加會造成粳稻生產效率的降低；日照時數增加1%，粳稻的效率損失就增加0.016%，亦即日照時數的增加也會造成粳稻生產效率的降低。平均氣溫的系數為-0.000 5，其對粳稻的生產效率缺失是負的作用，但并沒有通過顯著性檢驗。此外，粳稻效率損失估計結果中氣候因素的系數均不大，而這與現實情況正好相符，這是因為氣候因素并非造成粳稻效率缺失的主要影響因素，影響粳稻效率缺失的因素可能還包括稻農的受教育程度、水稻種植規模、農業政策等非氣候要素和除了降水量、平均氣溫和日照時數之外的其他沒有考慮到的氣候因素以及氣象災害情況等。

表3隨機前沿效率損失模型估計結果

變量系數t值降水量PE 0.021 0***6.104平均氣溫AT-0.000 5-0.434日照時數SD0.016 0***4.678常量 -1.899 0***-4.648注：***表示在1%水平下顯著。

3結論與討論

（1）基于隨機前沿超越對數生產函數模型，運用Frontier4.1軟件，測算出粳稻主產省1980～2012年的生產效率，然后對氣候變化對粳稻的生產效率的影響進行了分析。結果表明，粳稻的生產效率呈現出上升的趨勢，但波動較為平穩；1980～2012年，粳稻的平均生產效率為0.891 3，其年增長率為0.988%；各主產省份生產效率的年平均增長率均為正值，其中江蘇省、吉林省、浙江省在樣本期間內粳稻生產效率增長較快，黑龍江省則最慢。氣候因素對粳稻效率缺失有影響，粳稻效率損失估計結果中氣候因素的系數不大，說明氣候要素并非水稻效率缺失的主要影響因素，這與現實情況較為符合。粳稻生產中，降水量和日照時數對其效率缺失有顯著（1%水平）正的作用，即降水量和日照時數的增加均會使粳稻生產效率減少。

（2）氣候變化確實在一定程度上對粳稻的生產效率有或正或負的影響，降水量和日照時數會造成粳稻生產效率降低，平均氣溫會促進粳稻生產效率的提高。因此，各政府部門應促進加強農業氣象監測活動，對于重大的氣象災害要提前做好預警；完善稻田水利設施，降低降水對粳稻生產的不利影響；加大農業技術推廣力度，提高稻農應對氣候變化的能力。

參考文獻

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