農業生產要素對湖南糧食產量影響的實證研究

摘 要：為探明湖南糧食產量增長與主要農業生產要素投入之間的關系，利用計量模型對1997～2015年湖南糧食產量增長與各主要投入要素的時間序列數據進行了分析。結果表明：化肥施用量和糧食種植面積對湖南糧食產量有一定的貢獻，彈性系數分別為1.135 3和0.771 6，而農用塑料薄膜對湖南糧食產量有一定的負作用，彈性系數為-0.397 5，有效灌溉面積、農藥使用量、農業機械總動力和第一產業從業人員數等4個要素的作用不夠明顯。提出了調整糧食種植面積、優化農業生產要素投入、推行綠色生產方式等促進湖南糧食生產的政策建議，增強農業可持續發展能力。

關鍵詞：農業生產要素；糧食產量；生產彈性；湖南

中圖分類號：F327 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2018）05-0092-04

An Empirical Study on the Influence of Agricultural Production Factors on Grain Output in Hunan

LIU Yuan-sheng， LUO Jian-bing， HE Ya

（Business School， Central South University of Forestry and Technology， Changsha 410004， PRC）

Abstract：In order to find out the relationship between the increase of grain output and the input of main agricultural production factors in Hunan， the econometric model was applied to analyze the grain output growth and the time series data of main input factors in Hunan from 1997 to 2015. The results showed that chemical fertilizer application and grain planting area contributed to grain yield in Hunan， the elastic coefficient was 1.135 3 and 0.771 6 respectively. While the agricultural plastic film had a negative effect on Hunan grain yield， and the elastic coefficient was -0.397 5. The effect of four factors was insufficient， such as effective irrigation area， pesticide use， total agricultural machinery power， and number of employees in the primary industry. The policy proposals for promoting grain production in Hunan were proposed， and the input of agricultural production factors was optimized to achieve steady growth of grain production.

Key words：factors of agricultural production； grain output； production elasticity； Hunan

糧食生產是關系到國計民生的重大戰略問題，我國作為發展中農業大國，保證糧食生產、糧食安全任重而道遠。目前針對糧食生產的研究，主要集中于生產要素對糧食生產作用機理的探索，其中生產要素對糧食生產貢獻的衡量是最重要的一個方面。何蒲明等[1]研究發現，勞動投入對糧食生產的作用顯著。栗云端[2]認為農藥對糧食生產具有負作用。宋春曉等[3]認為水資源是制約糧食生產的主要瓶頸。張玲燕等[4]認為發達地區土地和化肥的生產彈性和貢獻率顯著高于中等發達地區且呈正相關性，勞動力、農業機械、有效灌溉面積和農村用電量對兩個地區糧食產量的影響差異也很大。王洛忠等[5]認為科技進步推動下的糧食單產的增長速度會逐漸放緩，同時耕地面積對糧食產量的約束作用將被強化。葉明華等[6]研究結果表明傳統農業投入要素依然是促進糧食長期增長的重要變量，其中農業勞動投入的重要性下降，但是農業機械和農田灌溉面積的貢獻率上升。汪發元[7]研究結果表明，湖北地區農田水利灌溉面積、氮肥施用量對糧食產量產生了顯著的正向影響，鉀肥施用量對糧食產量有顯著的負影響，而磷肥施用量、農藥施用量、農膜使用量和除澇面積對糧食產量不產生影響。柳芬等[8]的研究結果表明，單產是四川省糧食產量首要影響因素，糧食播種面積、化肥施用量、農村用電量對四川省糧食產量影響不斷增強，耕地面積、有效灌溉面積對四川省糧食產量影響呈現減弱趨勢。

綜上所述，當前研究在生產要素對糧食生產貢獻衡量這一方面存在較大的分歧。其原因主要歸結于變量的選擇、研究尺度（時空尺度）及采取的計量方法。但研究現狀中有關影響湖南糧食產量因素分析的文獻少之又少。湖南是傳統的農業大省和糧食生產大省，在全國糧食生產中具有舉足輕重的地位。在其農業生產取得較大成績的同時，主要農業生產要素的使用量也在急劇增加。因此，為了探明湖南糧食產量增長與主要農業生產要素投入之間的相互關系，筆者在相關文獻研究的基礎上，選擇了糧食增長測評的7個主要相關生產要素投入的指標，分析了1997～2015年間湖南農業各生產要素對糧食產量增長的貢獻率，探究了促進湖南省糧食產量增長的根本因素，對促進區域糧食生產、穩定糧食市場供給以及保障國家糧食安全具有重大意義。

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

各變量數據采用的樣本選取1997～2015年湖南歷年的有關糧食生產活動的相關數據（表1），數據來源于《湖南省統計年鑒》。其中，2006年農藥使用量、農用塑料薄膜，2009年糧食產量數據來源于《中國農村統計年鑒》。

1.2 研究方法

1.2.1 計量模型 糧食產量增長與農業生產要素投入之間存在著相互依賴而又緊密的聯系，農業經濟產值會受到農業生產要素使用的數量、質量及效率影響[9]。與此同時，農業經濟產值在結構上的變化以及數量上的變動，也會反作用于各生產要素投入中的數量、結構、規模等。基于此，筆者構建了湖南主要農業生產要素投入與湖南糧食產量增長關系的模型。

（1）

式中，y是因變量，表示湖南糧食產量；β0是常數項，xi是自變量，表示湖南各種農業生產要素投入量；u是隨機誤差項，包括被忽略的影響因素、已知但數據無法獲得的影響因素、數據搜集時產生的誤差、模型關系設定誤差及變量內在隨機因素的影響等。

1.2.2 變量的選擇與說明 現代農業生產是自然再生產和技術再生產的有機結合，在生產過程中必然會受到自然條件、技術條件的雙重影響和制約，其中包括糧食生產[10]。糧食生產中最基本的物質條件是土地資源、水資源，這兩種資源也是糧食生產中最主要的投入要素[11]。土地的面積和質量直接與糧食的產出情況相關，而水資源的可用總量、時空分布在很大程度上決定了糧食作物的生長和產出的狀況。

生產技術是另一項影響糧食生產的重要因素[12]。在經濟學中，技術進步有廣義和俠義之分。這里指的是俠義的技術進步，是指經濟活動中的物質技術或自然技術的變化，通常包括生產裝備技術水平的提高，先進工藝替代老工藝，新產品、新材料、新能源的開發等。在農業生產中，技術進步包括農業機械裝備水平的提高，新的農業優良品種、新型農業薄膜、農藥、肥料等生產資料的出現[13]。

綜合以上分析，筆者選擇以下7個方面考察湖南糧食生產：（1）糧食生產播種面積；（2）糧食生產勞動力投入；（3）糧食生產的機械投入；（4）糧食生產的化肥投入；（5）糧食生產的農藥投入；（6）糧食生產的塑料薄膜投入；（7）農田水利設施狀況。

根據上述模型，結合選取的8個變量，構建具體的回歸模型結構。

模型結構中的y、x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7依次表示湖南糧食產量、有效灌溉面積、化肥施用折純量、農藥使用量、農業機械總動力、農用塑料薄膜使用量、第一產業從業人員和糧食種植面積等測算指標； β1～β7表示各解釋變量的偏回歸系數；β0為常數項，表征回歸方程的截距項； 為隨機擾動項。

1.2.3 數據變量處理 從各統計年鑒中搜集到的是原始統計數據，為了便于研究，對被解釋變量和解釋變量統一作對數化處理，處理后的模型記為以下。

2 結果與分析

2.1 農業生產要素投入對湖南糧食產量增長的貢獻

在相關測算指標的選取和數據處理的基礎上，利用STATA 13.1統計軟件做各主要農業生產要素投入與糧食產量的多元線性模型作最小二乘法（OLS）回歸估計。為了提高回歸的質量，需考察各要素變量間的Pearson相關系數（見表2），以檢驗各變量間是否存在多重共線性問題。由表2可知，各要素變量間存在比較強的共線性，故采用傳統的最小二乘法回歸不能準確地測算出各主要農業生產要素投入對湖南糧食產量的貢獻程度，因此，需對模型中各變量間的多重共線性問題給予修正。通常情況下，變量間的多重共線性問題修正方法有增加樣本容量法、更改解釋變量形式法和逐步回歸法等，選用STATA 13.1軟件中的逐步回歸法對各變量進行修正，得到湖南主要農業生產要素投入與糧食產量的逐步回歸結果，由表3可知，剩余變量之間的相關性比較小，即變量之間不存在較強的共線性問題。

2.2 異方差與序列相關性檢驗

在實際的社會經濟、要素生產計量模型中，由于模型函數中解釋變量的缺失，數據誤差、模型函數形式設置錯誤、異常值的出現等原因容易使多元線性回歸模型存在異方差，從而使得用傳統的最小二乘法得到的參數估計量不是最有效估計量，在這種情況下也無法對模型參數進行有關顯著性檢驗，基于上述原因在解釋之前需做異方差的White檢驗。檢驗中，原假設為：回歸方程的隨機誤差滿足同方差性；被選擇假設為：回歸方程的隨機誤差滿足異方差性。利用STATA 13.1就回歸方程序列進行異方差檢驗。

根據分析結果（見表4），由于P值為0.102 5>0.05顯著的接受了原假設，即回歸方程不存在異方差現象。

除此之外，由于模型函數形式設置錯誤或數據誤差等原因，還會引起多元線性回歸方程序列相關性問題，出現無法就模型回歸結果給出科學的解釋（如果參差序列存在序列相關，那么顯著水平、擬合優度和F統計量將不再可信）。通常，序列相關性檢驗的方法是拉格朗日乘數（Lagrange Multiploer，LM）檢驗，該方法不僅可檢驗一階序列相關，還可以檢驗高階序列相關。LM檢驗原假設為：直到P階滯后不存在序列相關， 為預先定義好的整數；被擇假設：存在 階自相關。利用STATA 13.1就回歸方程序列進行序列相關性檢驗。檢驗結果表明，P值為0.863 7>0.05，接受了原假設，即回歸方程不存在序列相關現象。

因此，通過一系列檢驗可以說明所選回歸方程形式較為合理。

2.3 對回歸結果的解釋

從上述實證分析的結果來看，湖南糧食產量深受農業生產資料的投入的影響，化肥施用量、農用塑料薄膜使用量以及糧食種植面積對湖南糧食產量的彈性系數分別為1.135 3、-0.397 5和0.771 6，其中化肥使用量和糧食種植面積發揮正向的顯著作用，而農用塑料薄膜使用量卻產生負向的顯著作用。

由此看出，化肥施用量對湖南農業的發展有著重要的作用，這與湖南地處亞熱帶氣候區的氣候條件相符合。氣溫升高使得部分地區農作物種植制度改變，增加一茬種植所帶來的化肥使用增加量遠超過由于作物生長期縮短而減少的化肥投入使用量；降水量的增加對化肥作用的效果主要表現在肥力的流失上，降水量增加會導致所需化肥投入更多[14]。因而，總體效應表現為化肥使用量的增加。

1997～2015年，湖南農作物種植面積總體平穩，波動幅度較小（見圖1）。其中，糧食作物播種面積呈下降趨勢，經濟作物種植面積總體呈上升趨勢。農用塑料薄膜使用的增長大量用于設施農業、經濟作物上，在糧食作物上反而產生了負相關的作用。

1999～2003年，因為糧食價格低廉，而棉花種植實行最低收購保護價，湖南糧食種植面積呈連年減少的格局。2004年，隨著國家棉花戰略的南移，糧食種植面積又逐年回升。2008年湖南省人民政府出臺《關于完善退耕還林政策的實施意見》，受退耕還林、經濟作物面積增加的雙重影響下，糧食種植面積有減少，短期直接影響到糧食生產，但其中退耕還林對糧食產量影響甚小[15]。

有效灌溉面積、農藥使用量、農業機械總動力、第一產業從業人員4個要素在實證分析過程中偏回歸系數沒有通過顯著性檢驗。其中，有效灌溉面積、農藥使用量是常規性農業生產要素，其增長可能是為了抵制環境向不利于農作物生長的方向（例如自然災害等）惡化而投入的，或者是因為這些要素的投入結構不合理而引起的過度使用由于湖南以山地丘陵為主、人均耕地僅為0.06 hm2，多采用傳統耕作方式，在這一背景下，湖南農業機械總動力的貢獻率沒有突顯出來；第一產業從業人員可能是由于現有的農業勞動力資源的人力資本存量相對較低。

3 結論與建議

3.1 結 論

實證分析結果表明：各農業生產資源在湖南糧食產量增長中的作用有一定差異，其中化肥施用量和糧食種植面積對湖南糧食產量增長均呈顯著正向影響，作用彈性系數分別為1.135 3和0.771 6；農用塑料薄膜對湖南糧食產量有負向影響，作用彈性系數為-0.397 5；第一產業從業人員數、農業機械總動力、農藥使用量、農用塑料薄膜等生產資源的投入對湖南糧食產量增長的作用并不明顯，但通過對各生產資源投入變量的深入分析也明確了湖南農業生產中存在著生產資料投入結構不合理、農業科技投入總量不足、農業勞動力素質較低、對土地等資源依賴較大等問題。

3.2 建 議

（1）調整糧食種植面積。對土地資源應更加合理利用，提高現有耕地利用率，減少地產開發對現有耕地面積的影響，增加土地對農業總產值的貢獻。地形對農業機械化發展至關重要，突破地形障礙，促進山區農業機械化水平提高的同時，要因地制宜，綜合考慮土地和農業結構等不同方面的因素，促進湖南糧食產量長期穩定增長。

（2）優化農業生產要素投入。湖南農業在技術、流通、社會化服務、科技教育等領域，政府應加大財政資金的投入力度，不斷提高湖南糧食增長的效率和科技含量。同時，政府應引導市場增加有效供給以及拓展中高端供給，從而提升湖南糧食的質量和安全水平。

（3）推行綠色生產方式，增強農業可持續發展能力。加強科學施肥技術的培訓，改善施肥方法，推廣平衡施肥、配方施肥和適時適量精確施肥技術；推廣作物專用肥、有機高效生物肥、無機復合肥等新型肥料；合理調控施肥總量，調整施肥結構，提高肥料利用效率。

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（責任編輯：肖彥資）