基于超效率DEA的中原經濟區農業生產效率研究

任世鑫， 謝志祥， 楊 洋， 史琴琴， 魯豐先

(河南大學 環境與規劃學院， 中原經濟區“三化”協調發展河南省協同創新中心， 河南 開封 475004)

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基于超效率DEA的中原經濟區農業生產效率研究

任世鑫， 謝志祥， 楊 洋， 史琴琴， 魯豐先*

(河南大學 環境與規劃學院， 中原經濟區“三化”協調發展河南省協同創新中心， 河南 開封 475004)

運用超效率 DEA模型對2013年中原經濟區30個省轄市的農業生產效率進行測算，并對其空間分異特征和冗余度進行分析.結果表明：1)中原經濟區東部及東南部地區的農業生產效率高于其它城市，區域差異明顯，且處于農業生產效率高水平階段的城市在空間上呈連續分布狀態；2)區域經濟發展水平與農業生產效率并非呈正相關關系；3)從投入-產出關系來看，農業生產效率非有效城市在資金和土地方面投入過剩現象明顯，而對于農業機械化方面的投入明顯不足，資金利用效率、農業用地集約化程度和農業機械化水平較低．

農業生產效率； 超效率DEA模型； 空間自相關； 中原經濟區

《中原經濟區規劃綱要》指出，中原經濟區是國家主要的糧食生產和現代農業基地，未來的發展應著力提高農業專業化、標準化、規模化和集約化水平，即在現有條件下更加合理地利用農業資源，提高農業生產效率，實現投入-產出效益最大化.農業生產效率的高低是農業生產力水平的標志[1]，提高農業生產效率、引導農業生產方式向集約型轉變是實現農業現代化的必然要求[2]，相關問題也已成為政府及學術界關注的熱點．

國內外學者對于農業生產效率的研究成果較為豐富，國外學者多是運用DEA模型對區域農業生產效率及農業全要素生產率進行跨國對比分析[3-4].國內學者對于農業生產效率的研究相對起步較晚，在研究方法上，主要運用DEA方法及Malmquist指數對區域農業生產效率進行評價[5-10]；從研究區域范圍來看，多是對全國、省級或縣級區域的農業生產效率進行分析[11-14]；在研究內容上，集中于對區域農業生產效率水平測度、時空演變特征分析、提升路徑研究等[15-18].在上述研究中，多是運用傳統DEA模型對區域農業生產效率進行測度，對于農業生產效率最優的區域無法進行對比分析，本文運用超效率DEA模型在方法上可以彌補這一不足．

中原經濟區正處于農業現代化快速發展時期，但是還存在農業資源配置不合理、生產效率低、內部發展不均衡等問題，且已有研究中對于中原經濟區農業生產效率的研究較少，因此，本文選取中原經濟區作為研究對象，探討其農業生產效率水平及區域內部差異特征，以期為中原經濟區農業健康發展提供科學依據．

1 研究方法與數據

1.1 研究區域

中原經濟區以河南為主體，涵蓋與之相鄰的山西、山東、河北、安徽等省的部分區域.具體范圍包括：河南省18個省轄市，河北的邯鄲、邢臺，山西的晉城、長治、運城，安徽的淮北、亳州、宿州、阜陽、蚌埠、淮南市潘集區及鳳臺縣，山東的聊城、菏澤、泰安市東平縣，共30個省轄市和2縣1區.考慮到數據可獲取性及市級行政區域的完整性，本文以河南省18個省轄市以及晉城、長治、運城、淮北、亳州、宿州、阜陽、蚌埠、邯鄲、邢臺、聊城、菏澤等30個省轄市為研究單元進行分析．

1.2 研究方法

1.2 .1超效率DEA模型 在超效率DEA模型中，將某一評價單元在增加其投入時仍能保持相對有效性的最大比例值稱為其超效率值，若超效率值大于或等于1，則表明評價單元的效率達到最優，若小于1，則為非DEA有效.設有K個評價單元，每個評價單元有N種投入要素和M種產出要素，第k個評價單元的投入向量和產出向量分別為: xk=(x1k， x2k，…， xnk)、yk=(y1k， y2k，…， ymk)，則超效率DEA公式可表達為[19]：

(1)

1.2 .2空間自相關 空間自相關可用來分析區域總體關聯度及空間異質特征，包括全局自相關和局域自相關，分別以Moran，s I和LISA值作為二者的統計量，公式為[20]：

(2)

式中，I和I*分別表示Moran，s I、LISA值.Xi、Xj分別為i、j單元的觀測值，Zp、Zq分別表示p、q單元觀測值的標準化值，Wij為空間權重矩陣，Wpq是空間權重矩陣的標準化形式．

1.3 指標數據

本文從投入-產出角度選取農業生產效率指標變量，以中原經濟區各省轄市農林牧漁業固定資產投資總額(億元)、農業機械總動力(萬kw)、農林牧漁業從業人員數(萬人)、農作物播種面積(千hm2)作為輸入指標，分別代表資金、技術、勞動力和土地的投入量；以農林牧漁業總產值(億元)和糧食總產量(萬 t)作為輸出指標，表示產出收益量.數據來源于2014年河南、山東、山西、安徽、河北等省統計年鑒及部分城市國民經濟和社會發展統計公報．

2 中原經濟區農業生產效率評價

2.1 水平測度

基于2013年中原經濟區30個省轄市的數據，運用超效率DEA模型對各市的農業生產效率進行測算，得到具體的農業生產效率水平得分及排名(表1)．

由表1可得，菏澤、商丘、聊城、鶴壁、開封、信陽、阜陽、新鄉、亳州、運城等10個城市的農業生產效率值大于1.000 0，即達到效率最優狀態，其中，菏澤市農業生產效率最高，效率值為2.538 6.三門峽、宿州、邯鄲等20個城市的農業生產效率值小于1.000 0，表明農業生產效率還有待提高，三門峽、宿州、邯鄲、許昌、邢臺5市的效率值均在0.900 0以上，即表明農業生產效率水平接近合理值，而晉城的效率值為0.490 1，在30個城市中排名最后．

表1 2013年中原經濟區農業生產效率水平

由表1亦可發現，作為中原經濟區核心城市的鄭州市，其農業生產效率值為0.722 5，排在第26位，與其經濟發展水平并不吻合，而一些經濟發展水平相對較落后的城市則排名相對靠前.由此可見，經濟發展水平與農業生產效率并非呈正相關關系．

2.2 空間分異特征

2.2 .1空間表征結果 根據各市的農業生產效率評價結果，將中原經濟區農業生產效率發展水平劃分為4個等級：農業生產效率高水平區、農業生產效率較高水平區、農業生產效率中等水平區和農業生產效率低水平區，其空間表征結果如圖1．

圖1 2013年中原經濟區農業生產效率空間分布格局Fig.1 The spatial distribution of agricultural production efficiency

由圖1可以看出，菏澤、商丘、聊城、鶴壁、開封、信陽、阜陽、新鄉、亳州、運城等10個城市的農業生產效率達到高水平階段，三門峽、宿州、邯鄲、許昌、邢臺5市為農業生產效率較高水平區，洛陽、長治、淮北、焦作、漯河、蚌埠等6市為農業生產效率中等水平區，而駐馬店、周口、平頂山、安陽、鄭州、濮陽、南陽、濟源、晉城等9市則處于農業生產效率低水平階段.中原經濟區東部、東南部地區的農業生產效率水平要明顯高于中部、南部及西北部區域，且農業生產效率高水平區在空間分布上呈現出從南到北連續分布的狀態.從省域分布特征看，山東省的聊城、菏澤均為農業生產效率高水平區，而農業生產效率低水平區的9個城市中，屬于河南省的城市共有8個．

2.2 .2空間差異分析 依據中原經濟區農業生產效率水平得分，利用GeoDA軟件計算出2013年中原經濟區農業生產效率的全局Moran，s I指數值為0.120 1，反映出中原經濟區農業生產效率具有空間正相關性，并且具有空間集聚特征，即農業生產效率水平較高的地區與生產效率水平較高的的地區相鄰，同樣，生產效率水平低的地區相鄰.但是，由于Moran，s I值較小，空間正相關性并不十分顯著，說明中原經濟區農業生產效率總體集聚性不強．

全局Moran，s I指數反映的是區域整體依賴程度，而局部自相關指數描述的是某一空間單元與其相鄰單元的相似程度，常以Moran散點圖和LISA聚類圖來揭示其空間關聯特性.利用Geoda軟件計算出2013年中原經濟區30個省轄市農業生產效率水平LISA值，并繪制出Moran散點圖(圖2)、LISA聚類圖(3)．

由圖2可得，共有15個城市落在第三象限內，有5個城市分布在第一象限，其他城市則分布在第二和第四象限，中原經濟區農業生產效率水平存在一定的正相關特性.從圖3可以看出，中原經濟區農業生產效率水平在一定程度上呈現空間分異格局：開封、商丘為“高-高”聚集類型區，開封、商丘及其周邊的新鄉、菏澤、亳州等地的農業生產效率均為最優值，相比于其它地區，這些城市的農業在資金、勞動力及土地的投入方面更為合理；宿州和濮陽為“低-高”聚集類型地區，濮陽周邊的菏澤、新鄉、聊城都達到了農業生產效率高水平，而濮陽的農業生產效率則處于低水平階段，相比于菏澤和商丘，宿州的農業生產效率水平則相對較低；運城、焦作、洛陽、平頂山為“低-低”類型區，其周邊的晉城、濟源、鄭州、平頂山和南陽的農業生產效率均為低水平階段．

圖2 農業生產效率水平Moran散點圖Fig.2 Scatter map of agricultural production efficiency

圖3 農業生產效率水平LISA圖Fig.3 LISA cluster map of agricultural production efficiency

2.3 冗余度分析

農業資源的投入量及效益產出量之間的關系直接影響著區域的農業生產效率，因此，有必要對投入與產出關系進行研究.在本文所研究的30個省轄市中，2013年農業生產效率達到最優值即投入-產出合理的城市有菏澤、商丘、聊城、鶴壁、開封、信陽、阜陽、新鄉、亳州、運城等10個城市，理論上不存在投入冗余或產出不足的狀況，因此，在當前城市規模效益不變的條件下，只對農業生產效率未到達效率最優值的城市進行分析，結果如表2．

表2 2013年各市投入產出分析結果

由表2可以看出，在投入冗余部分，資金和土地的投入普遍存在過剩現象且部分城市的投入冗余量較大，其中，長治、平頂山、洛陽的農林牧漁業固定資產投資冗余量分別為121.32億元、96.41億元、94.95億元；邢臺、宿州、周口、蚌埠和駐馬店等市的農作物播種面積均存在較大的投入冗余現象，其投入冗余量分別達到530.36千hm2、382.03千hm2、262.39千hm2、257.74千hm2、392.30千hm2；在勞動力方面投入過剩的城市只有三門峽、長治和平頂山，其投入冗余量分別為8.12萬人、1.99萬人、21.30萬人；而在農業機械總動力方面，所有城市均不存在投入冗余現象，同時也反映出中原經濟區農業機械化程度較低.在當前規模效益不變情況下，邢臺、長治、淮北、駐馬店、安陽、濮陽等6個城市的農林牧漁業總產值存在產出不足，三門峽、宿州、邯鄲、洛陽、平頂山和濟源的糧食產量與合理值還有一定的差距．

根據分析結果，中原經濟區在農業生產過程中普遍存在資金、土地投入過剩現象，而經濟產出與糧食產量卻存在不足，反映出資金利用效率和土地集約化程度較低；相對而言，在農業機械化投入方面，中原經濟區各城市均不存在投入冗余現象，農業機械化程度整體較低.因此，中原經濟區應增加對農業機械化方面的投入，著力提高農業機械化水平，對農業用地逐步實現集約化管理，降低管理和人力成本，整體提升農業生產效率．

3 結論與討論

運用超效率 DEA模型對中原經濟區2013年農業生產效率進行了測算，通過分析其空間分異特征及冗余度，得出以下結論：1)中原經濟區東部及東南部地區的農業生產效率高于其它城市，區域差異明顯，且處于農業生產效率高水平階段的城市在空間上呈連續分布狀態；2)經濟發展水平與農業生產效率并非呈正相關關系，以鄭州市為例，作為中原經濟區核心城市，其經濟發展水平高于其它地區，但其農業生產效率水平卻較為落后；3)從投入-產出關系來看，農業生產效率非有效城市在資金和土地方面投入過剩現象明顯，而對于農業機械化方面的投入明顯不足，資金利用效率、農業用地集約化程度和農業機械化水平較低．

中原經濟區的農業應當朝著專業化、標準化、集約化和規模化的方向發展，合理配置土地、資金等生產要素，調整農業投入結構，提高農業機械化水平，促進農業科技、裝備水平的提升，實現農業生產效率的提高.本文著重探究了中原經濟區農業生產效率水平、空間分異特征及冗余度，具有一定的客觀性及參考價值，但同時也存在一些問題，如未對農業生產效率提升路徑及驅動力機制進行研究，應當成為以后的研究方向；另外，對于冗余度部分的分析是基于規模效率不變情況下的理論值，與實際情況可能會存在一定的誤差，有待進一步的研究．

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Study on agricultural production efficiency based on super-efficiency DEA model in Central Plains Economic Region

REN Shixin， XIE Zhixiang， YANG Yang， SHI Qinqin， LU Fengxian

(Henan Collaborative Innovation Center for Coordinating Industrialization，Urbanization and Agriculture Modernization in Central Economic Zone，College of Environment and Planning， Henan University， Kaifeng， Henan 475004)

In this paper， super-efficiency DEA model and the method of spatial autocorrelation were used to analysis the agricultural production efficiency and spatial heterogeneity characteristics of 30 cities in Central Plains Economic Region in 2013. The results demonstrated：1) The level of agricultural production efficiency in the east and southeast of Central Plains Economic Region was higher than other cities. The regional differences were significant and cities of high efficiency levels distributed continuously in space；2) The level of economic development and agricultural production efficiency was not a positively correlated；3) In the view of input-output， the non-effective cities exhibited excess investment in funds and land， while insufficient in that of farming mechanization；Besides， the capital utilization efficiency， the intensity of agricultural land use and the agricultural mechanization level are still relatively low．

agricultural production efficiency； super-efficiency DEA model； spatial autocorrelation； Central Plains Economic Region

2015-06-25.

國家自然科學基金項目(41171438)；河南省教育廳科學技術研究重點項目 (14B170006).

1000-1190(2016)02-0282-06

F304

A

*通訊聯系人.E-mail: lfxhenu@126.com.