黑龍江省耕地利用效率時空差異及影響因素研究*

徐 秋，雷國平，楊厚翔

(東北大學上地管理研究所，遼寧沈陽 110189)

0 引言

糧食安全關系國家長治久安，耕地是糧食生產的第一資源。但是隨著城鎮化、工業化進程，耕地非農化、粗放利用等現象日益加劇[1-2]，耕地資源正在被過度消耗和占用。為此我國先后出臺了一系列有關耕地數量保護、耕地質量改造與建設等方面的政策文件，形成政策高壓態勢，以保護耕地資源。在糧食安全必要物質基礎得以保障的前提下，如何高效利用耕地資源，成為現階段提高糧食安全系數、維護國家經濟社會健康穩定運行的重要途徑。

目前國內學者多圍繞效率測算[3-5]、區域差異[6-7]、影響因素[8-10]對耕地利用效率展開有益探索。譚榮等[11]、陳江龍等[12]的早期研究多基于單要素評估指標對耕地利用效率進行測算，缺乏對耕地產出的考量，實則為耕地生產率的研究。隨后，為修正早期研究評價方法的不足，葉浩等[13]、劉玉海等[14]引入隨機前沿函數方法、DEA方法，基于全要素生產框架下對全國耕地利用效率進行研究，耕地利用效率研究漸趨成熟，但仍存在著不足，主要體現在缺乏對環境負效應的思量。鑒于化肥污染對糧食生產具有顯著的“環境懲罰”效應[15]，文章選取化肥污染排放量作為非期望產出，運用非期望產出SBM(SBM-Undesirable)模型對1994～2014年黑龍江省及所轄13個地級市的耕地利用效率時空差異及影響因素開展研究，為提高區域耕地資源利用效率提供科學依據。

1 研究區概況

黑龍江省位于中國東北部，介于北緯43°26′～53°33′，東經121°11′～135°05′之間，是中國位置最北、緯度最高的省份。新中國成立以來累計為國家提供商品糧超過4 500億kg，是國家重要的商品糧食基地，被譽為我國的“戰略大糧倉”。全省耕地面積1 585.9萬hm2，占土地總面積33.52%，人均耕地面積為全國水平4.20倍， 78.3%的耕地分布平原地區，耕地資源豐富。建國以后先后對“五荒”開展了數次大規模墾殖，導致后備耕地資源數量逐漸減少，而且有不少被劃為禁止開發的沼澤地、灘涂。加之建設占用、災毀、生態退耕、農業結構調整等原因導致耕地數量減少、質量下降，不利于糧食產量的進一步提升。因此，對黑龍江省耕地利用效率時空差異及其影響因素進行研究，對提高耕地利用效率、緩解耕地供需矛盾、提高糧食安全系數具有重要意義。

2 研究方法

2.1 非期望產出SBM模型

(1)

(2)

2.2 變異系數

運用變異系數反映黑龍江省耕地利用效率的變動差異程度。

(3)

式(3)中,v表示耕地利用效率變異系數；di表示黑龍江省各市的耕地利用效率樣本值；d為各市耕地利用效率均值；k為樣本的城市數，v值越大，各城市間耕地利用效率差異越大，均衡性越差,反之則越好。

2.3 Tobit回歸分析

Tobit模型是解決因變量受到限制的一種截斷式回歸模型。由于采用SBM模型測度的效率值介于0～1之間，對這種切割或截斷的因變量，若采用普通最小二乘法(OLS)進行回歸系數分析，則估計結果會存在有偏且不一致的情況[18]。因此，該文選擇基于最大似然法概念的Tobit回歸模型。

(4)

式(4)中,yi、xi分別代表因變量、自變量;β為回歸系數向量;ei服從正太分布N(0，δ2)。

3 參評指標選取

3.1 耕地利用效率內涵

效率包括技術效率和配置效率[19]。技術效率是指在產出既定的情況下，實現最小投入的能力，或者是在投入既定的情況下，擴大產出的能力； 配置效率是指在一定的要素價格條件下以最優化比例對投入組合加以利用的能力。在完全競爭市場下，配制有效率意為各要素的產出彈性等于投入要素在總成本中的占比。但在實際經濟中，多數產業處于非完全競爭市場，因此，國內外學者們對效率的測評多集中于技術效率。依此研究思路，該文所研究的耕地利用效率具體是指在既定農業產出下所能實現最少耕地資源的投入程度。

3.2 評價指標選取與處理

通過耕地利用效率內涵可以看出，耕地利用效率測算包括投入和產出兩方面，因此研究從投入、產出兩方面構建耕地利用效率指標體系，產出指標分為期望產出與非期望產出指標(表1)。參考已有文獻，投入指標從土地、資本、勞動力生產三要素方面選取，土地要素選取農作物播種面積，反映農戶耕地實際利用情況； 資本要素選取化肥施用量，反映資本投入水平； 勞動力要素選取農業機械總動力、農業勞動力，反映耕地勞作過程中投入的勞動力、機械替代勞動力水平； 由于研究為狹義范疇上的種植業，因此期望產出選取種植業總產值，未選取農業總產值； 非期望產出選取化肥(TN、TP)排放量。

表1 黑龍江省耕地利用效率指標體系

項目投入產出期望產出非期望產出變量I1I2I2I4O1O2土地勞動力農機化肥農業總產值化肥污染指標解釋農作物播種面積種植業勞動力農用機械總動力化肥折純量種植業總產值化肥(TN、TP)排放量

該文選擇單元調查評估方法測算耕地利用過程中的化肥(TN、TP)排放量，計算公式為：化肥(TN、TP)排放量=氮肥、磷肥×TN/TP產污系數×流失率，其中氮肥、磷肥各產污系數、流失系數參考封永剛[20]、潘丹[21]等研究并結合《污染源普查農業源系數手冊》獲取。

該文運用基礎數據為1994～2014年黑龍江省13個地級市的耕地利用投入產出及影響因素數據，包括農作物播種面積、種植業勞動力、農機總動力、化肥施用量、種植業總產值，數據來源于《黑龍江省統計年鑒(1995～2015)》，為規避價格因素影響，該文將種植業總產值統一折算為以1994年為基期的實際產值。

圖1 1994～2014黑龍江耕地利用效率變化趨勢

圖2 耕地綜合技術效率與純技術效率、 規模效率的關系散點分布

圖3 1994～2014年省耕地利用效率變異系數

4 結果與分析

4.1 全省耕地利用效率分析

利用MaxDea Pro 1.0對數據進行處理得到1994～2014年全省綜合技術效率、純技術效率、規模效率。如圖1所示。

1994～2014年期間，綜合技術效率平均值為0.679，從1994年的0.835下降到2014年的0.442，降幅為47.04%，可以看出耕地利用效率不高，總體呈下降態勢。

為探析耕地利用效率變化原因，將綜合技術效率分解為純技術效率和規模效率即綜合技術效率(TE)=純技術效率(PTE)×規模效率(SE)。其中純技術效率反映各決策單元在耕地利用過程中有效利用資源的能力及管理水平的高低，規模效率反映各決策單元在耕地利用過程中的生產規模是否達到最優狀態。1994～2014年純技術效率平均值為0.760，規模效率均值為0.871，純技術效率、規模效率與綜合技術效率變化趨勢一致，純技術效率降幅為24.50%，略高于規模效率20.30%，可以看出純技術效率始終是制約耕地利用效率的主要方面。為進一步說明，研究借助SPSS軟件數據分析功能，分析綜合技術效率與分解效率的相關性并繪制散點分布(圖2)，可以看出純技術效率與綜合技術效率的相關系數(0.970)明顯高于規模效率與綜合技術效率的相關系數(0.927)，表明黑龍江省耕地利用效率與純技術效率關系更密切。

圖4 區域耕地利用效率類型區及投入要素冗余情況

4.2 耕地利用效率區域差異分析

利用MaxDea Pro 1.0對數據進行處理得到1994～2014年各行政區綜合技術效率、純技術效率和規模效率。在此基礎上利用式(3)計算黑龍江省耕地利用時間序列綜合技術效率、純技術效率、規模效率變異系數(圖3)。

可以看出雖然部分年份區域間耕地利用效率分異程度有所波動，但總體上呈增大趨勢，表明區域間耕地利用效率區域差異越來越大，其中1994～2005年各區域耕地利用效率差異較小，但變幅較大， 2006～2014年耕地利用效率區域差異較大，但變幅較小。進一步分析可知1994～2005年間純技術效率區域分異變幅較大，綜合技術效率區域分異主要受純技術效率的影響； 2006～2014年間規模效率區域分異變幅較大，該時期綜合技術效率區域分異主要受規模效率影響。

4.3 耕地利用效率分區分析

1994～2014年間耕地利用綜合技術效率變異系數均值為0.370，純技術效率為0.292，規模效率為0.125，表明耕地利用效率區域差異較大。因此為了解全省耕地利用效率區域分異規律，研究匯總求出1997～2004年各行政區平均綜合技術效率、純技術效率和規模效率(表2)，并以此為基礎將全省所轄13個地市的綜合效率進行聚類。

表2 1994～2014年黑龍江省各地市耕地利用效率及變化情況

DMUTEPTESEDMUTEPTESE哈爾濱0.3610.4170.838佳木斯0.5860.6820.833齊齊哈爾0.9000.9690.925七臺河0.5660.7670.739雞西0.6060.6630.884牡丹江0.9090.9570.944鶴崗0.4540.5390.810黑河0.5620.7060.792雙鴨山0.6290.7260.855綏化0.7930.8470.919大慶0.5330.6230.839大興安嶺1.0001.0001.000伊春0.9260.9840.939平均值0.6790.7600.871

經聚類全省耕地利用效率可分為3類(圖4)，其中I類地區包括齊齊哈爾、伊春、牡丹江、大興安嶺； Ⅱ類地區，包括雞西、雙鴨山、大慶、佳木斯、七臺河、黑河、綏化； Ⅲ類地區包括哈爾濱、鶴崗。

4.3.1 耕地利用效率分區合理性分析

基于變異系數法，利用式(3)計算3類地區耕地利用綜合技術效率、純技術效率和規模效率的變異系數，以此表征3類地區耕地利用效率分異情況。經測算3類地區耕地利用綜合技術效率變異分別為I類地區(0.101)、Ⅱ類地區(0.208)、Ⅲ類地區(0.198)，小于全省的0.370； 純技術效率變異系數分別為I類地區(0.063)、Ⅱ類地區(0.197)、Ⅲ類地區(0.245)，小于全省的0.292； 規模效率變異系數分別為I類地區(0.104)、Ⅱ類地區(0.103)、Ⅲ類地區(0.065)，小于全省的0.125?？梢钥闯?類地區之間變異程度較大，3類地區內部耕地利用效率相對一致，表明聚類分區合理，有效地將耕地利用效率相似的區域劃分為同一類型區，與其他類型區相異。

4.3.2 不同類型區耕地利用效率差異分析

I類地區，綜合技術效率值高于0.90，高于全省平均水平，為耕地利用效率高值區，該類型區純技術效率、規模效率值均在0.90之上，純技術效率略高于規模效率且接近生產前沿面。Ⅱ類地區整體耕地綜合技術效率水平在0.50～0.80之間，低于I類地區，與全省平均水平相當，處于相對中等效率區，該類型區純技術效率在0.62～0.85之間，規模效率在0.73～0.92之間，規模效率高于純技術效率。Ⅲ類地區的耕地綜合技術效率值低于0.50，低于全省平均水平，為耕地利用效率低值區，該類型區純技術效率值為0.41～0.54，規模效率值為0.80～0.84，規模效率高于純技術效率。

3類地區相較，I類地區農業生產要素資源投入規模達到較高水平并實行了合理利用，但仍有進一步提升空間，兩者相較應側重規模效率的提升。Ⅱ地區農業生產要素資源投入規模、合理利用水平仍有不足，純技術效率與規模效率應同步優化。Ⅲ類地區純技術效率遠低于規模效率，因此應以純技術效率提升為主。

4.3.3 不同類型區投入要素分析

如圖4所示，相較于最優投入，3類地區各投入要素均存在不同程度的冗余，I類地區各投入要素冗余相對較低，冗余率在1.80%～18.29%范圍內波動； Ⅱ類地區次之，各要素冗余率在10.00%～60.90%之間變化，相較I類地區，勞動力、化肥冗余呈大幅增長，均高于32.75%； Ⅲ類地區各投入要素冗余均高于其他兩類地區，冗余率在35.80%～74.42%之間波動，表明該區實際投入與最優投入差距較大，存在大量資源浪費。其中勞動力、化肥冗余相對明顯，均高于62.01%。因此在日后耕地利用過程中要注重農村剩余勞動力轉移及農業生態可持續發展問題。

4.4 耕地利用效率的影響因素與對策建議

表3 黑龍江省耕地利用效率Tobit回歸分析

變量系數標準誤差Z值P值常數項0.9924 0.15556.38040.0000農村勞動力人均播種面積0.0857***0.02173.94190.0001單位面積農業機械總動力-0.1593***0.0496-3.20990.0013單位面積化肥施用用量-0.0322***0.0085-3.78450.0002勞動力比例-0.2834**0.1103-2.56870.0102二、三產業比重0.12210.18450.66160.5083人均種植業總收入0.19120.26820.71290.4759 注:***、**表示變量值分別在1%、5%水平下顯著

該文參照已有研究，耕地利用效率受耕地資源稟賦、資本投入條件、經濟發展水平等方面的影響[18，22-23]。其中耕地資源稟賦方面選取農村勞動力人均播種面積； 資本投入條件方面選取單位播種面積農業機械總動力、單位播種面積化肥施用量、農業勞動力比例； 經濟發展水平方面選取二、三產業比重與人均種植業總收入。研究以1994～2014年各市的耕地利用效率作為因變量，運用Eview9.0對21年的面板數據進行Tobit回歸分析，P<0.05表明該要素對耕地利用效率影響顯著； 回歸系數表明影響程度及影響方向，系數為正表明該要素與耕地利用效率成正向影響，進一步加大該投入可促進耕地利用效率提升，系數為負表明該要素與耕地利用效率成負向影響，即表明該要素投入冗余，應減少該要素的投入，結果詳見表3。

由表3可知，除二、三產業比重、人均種植業總收入外，其他變量均通過顯著性水平檢驗，表明以上變量均對耕地利用效率存在顯著影響，按影響程度劃分依次為勞動力比例、單位播種面積農業機械總動力、農村勞動力人均播種面積、單位播種面積化肥施用用量。

勞動力比例是指種植業勞動力占農業勞動力的比例，反映勞動力要素投入水平，該指標與耕地利用效率回歸系數為負，表明現階段種植業勞動力比例越高，耕地利用效率越低，說明目前黑龍江省種植業勞動力投入存在冗余，因此應推進農村剩余勞動力轉移。單位面積農業機械動力反映區域農業機械投入水平，該指標與耕地利用效率回歸系數為負，表明農業機械投入冗余。一方面，黑龍江省由于農機購置補貼政策使得農業機械裝備大量增加，據統計年鑒顯示，農業機械總動力從1994年的1 190萬kW增長到2014年5 155.5萬kW，但是由于地形地貌等自然原因、家庭聯產承包責任制以及高中低產田等級平均分配機制等社會經濟原因，區域耕地平整度、集中連片程度低，人均經營面積少且分散，并不利于大機械化作業，導致機械裝備利用效率低； 另一方面，機械化作業和規模經營地區改變了精耕細作的生產方式，使得耕地生產潛力無法充分發揮，因此要在統籌考慮區域耕作田塊條件、土地流轉、城市化水平等因素的基礎上，兼顧機械作業與精耕細作，合理適度引入農業機械裝備，提高耕地利用效率。農村勞動力人均播種面積反映經營規模，該指標與耕地利用效率相關系數為正，即經營規模越大，耕地利用效率越高，勞均經營規模小，既表明人均經營面積不足，又側面反映出農村勞動力存在冗余，因此應通過土地流轉，農村剩余勞動力轉移來增加勞均經營規模，提高區域耕地利用效率。單位面積化肥施用量反映區域化肥投入水平，該指標與耕地利用效率回歸系數為負，即單位面積化肥施用量增加，耕地利用效率不升反降，表明化肥投入冗余，冗余部分還會造成土壤理化性質惡化、非點源污染等生態環境問題，因此耕地利用過程中要科學合理施肥，提高耕地利用效率，避免因過量施肥造成生態外部性問題，促進農業生態可持續發展。

5 結論與討論

運用非期望產出SBM模型測度了1994～2014年間黑龍江省以及13個地級市耕地利用效率，利用變異系數法分析了1994～2014年間耕地利用效率區域變異情況，經聚類對13個地級市的耕地利用效率進行分區，在分區合理性分析基礎上對不同類型區耕地利用效率及投入要素是否存在冗余進行分析，通過Tobit模型診斷耕地利用效率影響因素，并依此提出對應建議。

(1)1994～2004年耕地利用綜合技術效率總體呈現下降趨勢，效率值從1994年的0.835下降到2014的0.442，純技術效率不高是制約綜合技術效率提升的主要原因。因此，在今后的土地管理中更應注重提升管理水平、農業科技改進，以此提高耕地利用效率。

(2)1994～2014年間黑龍江省耕地利用效率區域差異總體呈現增大趨勢； 1994～2005年各區域耕地利用效率差異較小，但變幅較大，該時期綜合技術效率區域分異主要受純技術效率的影響； 2006～2014年耕地利用效率區域差異較大，但變幅較小，該時期綜合技術效率分異主要受規模效益影響，該趨勢與2004年全國范圍內實施農機購置補貼政策，以及全省實行免除農業稅相符，可以看出惠農政策的出臺激勵了農業資本投入，使得農業資本投入規模逐年增長。

(3)黑龍江省耕地利用效率區域差異較大，通過聚類將其分為3類地區，并對聚類結果進行合理性檢驗，經檢驗，聚類分區科學有效，有效地將耕地利用效率相似的區域劃分為同一類型區，與其他類型區相異。其中I類地區包括齊齊哈爾、伊春、牡丹江、大興安嶺，該類型區為耕地利用綜合技術效率高效率區，純技術效率略高于規模效率且接近生產前沿面，表明地區農業生產要素資源投入規模達到較高水平并實行了合理利用，但仍有進一步提升空間，兩者相較應側重規模效率； Ⅱ類地區，包括雞西、雙鴨山、大慶、佳木斯、七臺河、黑河、綏化，該類型區耕地利用綜合技術效率處于中等效率區，純技術效率和規模效率與全省平均水平相當，表明農業生產要素資源投入規模、合理利用水平仍有不足，純技術效率與規模效率應同步優化； Ⅲ類地區包括哈爾濱、鶴崗，為耕地利用綜合技術效率低效率區，該類型區規模效率與全省平均水平相當，但純技術效率遠低于規模效率，因此應以純技術效率提升為主。3類地區各投入要素均存在不同程度的冗余，投入要素利用率I類地區>Ⅱ類地區>Ⅲ類地區。

(4)耕地利用效率影響因素按影響程度依次為勞動力比例、單位播種面積農業機械總動力、農村勞動力人均播種面積、單位播種面積化肥施用量。其中農村勞動力人均播種面積對耕地利用效率為正向影響，其余均為負向影響。因此今后應通過以下措施提高耕地利用效率： 通過土地流轉，增加勞均經營規模； 推進農村剩余勞動力轉移； 統籌考慮區域耕作田塊條件、土地流轉、城市化水平等因素的基礎上，兼顧機械作業與精耕細作，合理適度引入農業機械裝備； 科學合理施肥，提高耕地利用效率，避免因過量施肥造成生態外部性問題。

(5)耕地利用效率影響因素方面，僅考慮了農村勞動力人均播種面積、單位面積農業機械總動力、單位面積化肥施用用量、勞動力比例、二、三產業比重、人均種植業總收入等方面因素，但是耕地利用效率還受到區域氣候、地形地貌、水文地質和基礎設施水平等方面的影響，將會在后續研究中做進一步深入探討。

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