中國農業技術進步方向與要素結構匹配度的區域差異分析

薛 超，周 宏

（南京農業大學 經濟管理學院，南京 210095）

0 引言

隨著中國農業經濟的不斷發展，農業綜合生產能力逐步提升，農業各生產要素的相對稟賦結構也在發生巨大的變化。從整體上看，中國農業生產要素稟賦條件呈現出土地、勞動力要素變得愈發稀缺，而資本要素呈現出逐步增長的變化趨勢。但中國地域遼闊，各地的農業資源分布差異比較大、農業生產要素的相對稟賦也不盡相同。中國農業技術不斷進步，依靠農業技術進步已然成為實現現代農業可持續發展的必然選擇。農業技術進步存在方向性，對農業技術進步方向的選擇會直接影響中國農業經濟的增長績效。因此，在農業生產要素稟賦結構發生變化，農業技術進步存在非中性的狀況下，農業技術進步方向與農業要素稟賦結構之間的關系值得深入分析。

本文把技術進步偏向引入農業生產中，在農業生產要素稟賦結構發生變化的背景下，以技術進步偏向來判斷農業生產對農業技術進步的方向，并通過測算技術進步方向與要素稟賦結構兩個系統間的耦合協調度來判斷技術進步方向與要素結構是否匹配。比較地區間技術進步與要素稟賦結構之匹配度的差異狀況，并進一步探究影響它們之間匹配度的原因，為匹配我國農業生產要素稟賦，選擇適宜的農業技術進步類型提供理論上的參考。

1 研究方法

1.1 技術進步偏向的測算

Acemoglu（2007）通過資本、勞動和其他生產要素所構成的生產函數演繹出技術進步偏向性的微觀形成機理，將要素相對邊際生產率與技術進步聯系起來。在此之后，諸多學者展開了對技術進步偏向的測量，有很多關于技術進步偏向的測量方法，有基于三方程“標準化系統”的方法；有指數測量的方法，還有基于超越對數生產數的估計方法。本文采用的超越對數生產函數，將資本、勞動和土地三種農業生產要素引入生產函數中。其超越對數生產函數的具體形式為：

其中，Yit表示i省t期的種植業總產值；Kit表示i省t期的物質資本投入；Lit表示i省t期的勞動力投入；Ait表示i省t期的土地投入；T=1,2,…表示時間趨勢；εit是隨機誤差項。

（1）i省t期各投入要素的產出彈性

（2）兩種投入要素m和 j的相對技術進步偏向差異

根據希克斯關于技術進步的定義，本文參考Diamond（1965）提出的技術進步偏向指數的測算方法，得出兩種投入要素m和j的相對技術進步偏向為：

其中，βTm表示投入m和時間趨勢變量T的交叉項系數，其具體的含義是指純粹的技術進步帶來的要素m的邊際產出增量。βTj表示投入j和時間趨勢變量T的交叉項系數，是指純粹的技術進步帶來的要素j的邊際產出增量。ηm是投入m的產出彈性，ηj是投入j的產出彈性。技術進步偏向指數（DBiasmj）的具體含義是指由技術進步所帶來的m要素的邊際產出增長率和j要素邊際產出增長率之差。若DBiasmj＞0則表示技術進步偏向于要素m，DBiasmj＜0則表示技術進步偏向于要素j，DBiasmj=0則表示技術進步是中性的。

根據以上的說明分別計算要素K、L和A之間的相對技術進步偏向，具體如下。

要素K和L之間的相對技術進步偏向為：

要素L和A之間的相對技術進步偏向為：

要素A和K之間的相對技術進步偏向為：

1.2 要素相對稀缺性計算

由于各地區的農業資源的稟賦不同，其農業技術選擇的路徑也應有所不同。因此，要想更加準確地衡量區域技術進步方向與要素結構的匹配程度，還需要進一步測算區域生產要素的稟賦狀況。本文通過各地區農業物質資本與勞動力、勞動力與土地、土地與物質資本三種農業資源的相對稀缺性衡量各地區的相對要素稟賦。其中，農業各要素的相對稟賦系數的計算公式如下：

其中，Ki、Li、Ai分別表示地區i的農業物質資本投入、勞動力投入和土地投入；∑Ki、∑Li、∑Ai分別表示全國的農業物質資本、勞動力和土地投入。如果λKLi＞1,則說明與全國平均水平相比i地區K要素相對L要素較為豐富；如果λKLi＜1,則說明與全國平均水平相比i地區K要素相對L要素較為稀缺；同樣λLAi和λAKi的含義與此相同。

1.3 農業技術進步偏向與要素稟賦結構的匹配量化模型

基于對農業技術進步相對偏向與農業生產要素稟賦結構之間相互關系的分析，可以看出農業技術進步偏向與農業生產要素稟賦結構之間存在著耦合關系。耦合是指兩個或多個變量之間的相互聯系、相互作用、相互影響的關系。耦合能夠反映出不同要素之間所發生的相互適應的行為；耦合協調度能夠體現出不同要素之間的匹配程度。耦合度測量模型的具體公式如下：

其中，Cn是指n個系統之間的耦合度；u1，u2，…，un分別指不同系統的綜合功效值uij表示指標xij對系統的功效貢獻大小；aij和bij分別是第i個系統中第j個序參量的上限和下限值；xij為第i個系統中第j個序參量的功效。λij為各個指標相應的權重，本文通過變異系數法來確定各個序參量中相應指標的權重λij。

根據以上的模型可以推出兩個系統之間的耦合度模型如下：

由式（14）可知，耦合度介于0到1之間。當C=0時，說明兩個系統間的耦合度極小，在本文中是指農業技術進步偏向與要素稟賦結構之間完全不匹配的關系；當C=1時，說明兩個系統之間的耦合度最大，在本文中是指農業技術進步偏向與要素稟賦結構之間存在完美的匹配關系；當0＜C≤0.3時，農業技術進步偏向與要素稟賦結構之間處在低水平的耦合協調關系中；當0.3＜C≤0.5時，農業技術進步偏向與要素稟賦結構之間中度耦合協調狀態；當0.5＜C≤0.8時，兩者處于高度耦合協調狀態；當0.8＜C≤1時，農業技術進步偏向與要素稟賦結構處在極度耦合狀態，兩者之間處在較為完美的匹配狀態。

2 樣本數據來源與匹配度測算

2.1 樣本數據來源

本文使用中國31個省（市、自治區）1997—2016年的面板數據，為測度農業技術進步與農業生產要素結構耦合協調度需要用到農業總產值（Y）、物質資本（K）、勞動力（L）和土地面積（A）等指標，具體的來源與說明如下。

（1）農業總產值（Y），農業①本文的農業是狹義的農業，特指種植業。總產值的數據來源于《中國統計年鑒》1997—2016年的數據，并以1997年為基期對所選取的數據進行價格平減。（2）物質資本（K），本文選取農業的中間消耗②農業的中間消耗包括：用種、役畜飼料、化肥、燃料、農藥、農膜、用電、小農具購置費以及生產服務支出等農業生產性投入。作為物質資本投入，該數據來源于《中國農村統計年鑒》1997—2016年的數據，并用各年的價格指數以1997年為基期對所選取的數據進行價格平減。（3）勞動力（L），本文種植業勞動力是通過第一產業從業人數×（種植業總產值/農林牧漁業總產值）計算得到的；其中第一產業從業人數由各省（市、自治區）的統計年鑒得到，種植業總產值與農林牧漁業總產值的數據來自1997—2016年《中國統計年鑒》。（4）土地面積（A），本文參照已有研究，利用農作物播種面積替代土地要素。其農作物播種面積的數據通過1997—2016年《中國統計年鑒》獲得。各生產要素的詳細狀況見表1。

表1 各農業生產要素的描述性統計

2.2 農業技術進步偏向

2.2.1 參數估計結果

為對農業技術進步偏向進行測算，首先需要對本文所選的超越對數生產函數即式（1）進行參數估計，通過面板數據的F-test和Hausman檢驗結果顯示，模型（1）參數估計適合選擇面板固定效應模型。其具體估計結果見表2。

表2 超越對數生產函數估計結果

由表2可得，物質資本投入的系數在1%的顯著性水平下為正，說明農業物質資本的投入在農業經濟的增長中起到積極的作用；土地投入的系數顯著為正，說明土地要素在中國農業經濟發展依然占據非常重要的地位；勞動投入的系數不顯著，說明隨著機械等勞動替代技術的推廣，勞動力已經不是制約我國農業經濟發展的因素了。從各投入要素的平方項上來看，其中資本的平方項系數在1%的顯著性水平上為正，說明在我國農業生產中資本投入還處在規模報酬遞增階段；從交叉項上看，資本、勞動的交叉項和資本、土地的交叉項系數顯著為負，這表明資本與勞動之間和土地與資本之間均存在著替代效應。在投入要素和時間趨勢變量T的交叉項系數上可以看出，勞動與時間以及時間與土地的交叉項的系數顯著為正，說明農業技術進步帶來勞動力要素和土地要素的邊際產出量顯著增加，這表明農業技術進步在節約勞動力和土地要素方面取得了一定的成效；但物質資本與時間的交叉項的系數在1%的顯著性水平上為負，可以判斷總體上中國農業技術進步并沒有帶來物質資本要素邊際產出量的增加，反而使其邊際產出量減小了。

2.2.2 技術進步的要素相對偏向

根據上文對超越對數生產函數參數的估計，利用式（2）至式（8）可計算出各地區技術進步的要素相對偏向，由于篇幅的限制，本文只列出東、中、西部主要年份的技術進步的要素相對偏向，其具體結果見表3。從各區域農業技術進步的相對偏向性來看，總體上看三大區域在總農業技術方向上存在一定的差異，東部地區農業技術進步的呈現出勞動偏向型的特征（BKL＜0，BLA＞0），中部地區農業技術進步的方向同東部地區相同也呈現出勞動偏向型的特征；西部地區的農業技術進步方向呈現出既偏向勞動又偏向土地的趨勢。

表3 各地區農業技術進步偏向

2.3 要素稟賦結構

為具體分析農業技術進步方向與各地區農業生產要素相對稟賦的匹配程度，需要了解各地區農業生產要素的相對稟賦狀況。通過式（10）、式（11）的計算可以得到各地區相對要素稟賦的具體狀況，其計算的結果如下頁表4所示。從表4可以看出，各地區的農業生產要素的相對稟賦結構差異比較大。東部地區農業物質資本最為豐富，近年來勞動力稀缺的狀況有所緩解，這可能由于勞動力替代型技術的使用以及勞動力的流動等因素，使得東部地區勞動力資源短缺的局面逐步得到了緩解，東部土地資源一直以來都相對比較稀缺；中部地區的各要素相對稟賦都介于東部與西部地區之間，土地相對于資本與勞動力來說是相對比較豐富；西部地區農業物質資本相對比較匱乏，而勞動力和土地資源相對比較豐富。

根據誘致性需求理論，東部地區土地資源相對最為稀缺，根據誘致性技術變遷理論應發展土地節約型的農業技術，即東部地區農業技術應呈現出土地偏向型的；中部和西部地區資本相對比較稀缺，應選擇資本節約型的技術，即資本偏向性的技術進步。但由表3與表2的對比分析可以看出，各地區并不是選擇與各自農業資源相對稟賦完全吻合的農業技術進步方向即中國農業技術進步方向與農業資源的相對稟賦并不是完全匹配的。

表4 各地區相對要素稟賦

2.4 耦合協調度

為能夠更好地判斷各地區農業技術進步方向與要素相對稟賦的匹配程度，本文利用耦合協調度來分析它們之間的匹配關系。通過式（13）至式（15）可計算出各地區農業技術進步的相對偏向與要素相對稟賦之間的耦合協調度。從圖1可以看出，各地區1997—2014年的耦合協調度均在0.3～0.5之間，表明中國各地區農業技術進步的相對偏向與要素相對稟賦之間的耦合協調度處在中度耦合狀態，耦合協調度還處在較低的水平。這也說明了中國各地區農業技術進步的偏向與各自的相對資源稟賦匹配程度還比較低。

圖1各地區農業技術進步偏向與要素稟賦結構之間的耦合協調度

從全國來看，農業技術進步偏向與要素稟賦結構之間的耦合協調度變化趨勢比較平緩。從地區來看，東部地區農業技術進步偏向與要素稟賦結構之間的耦合協調度從2003以來呈現出明顯的下降趨勢，這說明近年來東部地區農業技術的選擇與要素稟賦之間的匹配狀況在惡化；中部地區的耦合協調度一直處于穩步上升的趨勢；表明中部地區的農業技術進步偏向與要素稟賦結構之間的匹配狀況在不斷改善；西部地區的耦合協調度存在一定的波動，但近年來西部地區的耦合協調度呈現出不斷上升的趨勢。

3 影響匹配度的原因分析

3.1 計量模型與實證方法

本文采用形如式（15）所示的面板數據計量模型對影響了農業技術進步方向與要素稟賦結構的匹配度的因素進行實證分析：

其中，yit為i省份t時期的農業技術進步與生產要素相對稟賦之間的耦合協調度，Xit為i省份t時期的影響技術進步與要素結構之間匹配度的因素，α為常數項，ε為隨機誤差項。

根據前文的理論分析和以往文獻的經驗本文嘗試選取了以下影響因素：要素市場扭曲程度（X1）、農村居民家庭經營耕地面積（X2）、財政支農事務支出（X3）、有效灌溉面積占農作物播種面積比重（X4）、第一產業產值占地區生產總值的比重（X5）、就業人員高中以上教育程度占比（X6）以及上一期的耦合協調度（X7）。其中，耦合協調度（Y）是由上文計算獲得；要素扭曲程度（X1），即一省要素市場扭曲指數=（該省產品市場發育指數-該省要素市場發育指數）∕該省要素市場發育指數。這樣構造的要素市場扭曲指數越大，說明該省的要素市場扭曲程度相對越嚴重，反之要素市場扭曲程度越輕。如果該指數為負值，則說明要素市場的市場化程度好于產品市場的市場化程度。各省1997—2009年的產品市場發育指數和要素市場發育指數數據均來自于《中國市場化指數——各地區市場化相對進程2011年報告》，2010—2016年的產品市場和要素市場的發育指數則是通過插值法預測得到。農村居民家庭經營耕地面積（X2）和有效灌溉面積（X4）來自《中國農村統計年鑒》；財政支農事務支出（X3）第一產業產值占地區生產總值比重（X5）均來自《中國統計年鑒》；就業人員高中以上教育程度占比（X6）來自《中國勞動統計年鑒》。各變量的詳細情況見表5。

表5 變量描述性統計

3.2 實證結果分析

通過面板數據的F-test和Hausman檢驗結果顯示，本文所用的模型參數估計選擇面板固定效應模型優于混合回歸和隨機效應模型，模型估計的結果見表6。（1）市場扭曲程度的系數并不顯著，即市場扭曲程度并沒有對農業技術進步與要素結構之間的匹配度產生顯著的影響。（2）農村居民家庭經營耕地面積也不顯著，這可能與近年來土地流轉加速，而統計年鑒中農村居民家庭經營耕地面積僅以家庭承包土地為統計標準，并沒有統計發生流轉后的實際經營面積，因此這里并不顯著。（3）財政支農事務支出在1%的顯著水平下顯著正向影響匹配度，說明政府加大對農業的投入在一定程度上促進了農業技術進步與要素稟賦結構之間的匹配度。（4）有效灌溉面積占比在5%的顯著水平顯著正向影響農業技術進步方向與要素稟賦之間的匹配度，這說明農田水利設施等農業基礎設施的建設有利于符合農業生產要素稟賦結構的農業技術推廣應用。（5）第一產業增加值占地區生產總值的比重對匹配度沒有顯著的影響，這說明農業技術進步方向與農業生產要素之間匹配度與農業在國民經濟中的地位無關。（6）就業人員高中以上教育程度占比在1%的顯著水平上正向影響農業技術進步方向與要素稟賦之間的匹配度。就業人員教育水平的提高一方面有利于新技術的研發，使得更符合要素結構的新技術被研發出來；另一方面，也利于技術的推廣與應用。（7）上一期的耦合協調度在1%顯著水平下顯著正向影響農業技術進步方向和農業要素稟賦結構之間的匹配度，而且系數相對其他因素比較大，這說明農業技術進步具有明顯的路徑依賴效應，且是影響農業技術進步方向與要素稟賦結構之間匹配度的一個非常重要的因素。

表6 影響因素的實證分析結果

4 結論

本文從農業技術進步偏向和農業生產要素稟賦結構的匹配度視角出發，通過耦合協調度測度各地區農業技術進步方向與要素相對稟賦的匹配狀況，并進一步探討了影響它們二者之間匹配度，即誘致性技術變遷機制沒有有效發揮作用的原因。

結果發現，各地區1997—2016年農業技術進步方向與要素稟賦結構之間的耦合協調度均在0.3～0.5之間，表明中國各地區農業技術進步的相對偏向與要素相對稟賦之間的耦合協調度處在中度耦合狀態，耦合協調度還處在較低的水平。從全國來看，農業技術進步偏向與要素稟賦結構之間的耦合協調度變化趨勢比較平緩。從地區具體來看，東部地區農業技術進步偏向與要素稟賦結構之間的耦合協調度從2003以來呈現出明顯的下降趨勢，這說明近年來東部地區農業技術的選擇與要素稟賦之間的匹配狀況在惡化；中部地區的耦合協調度一直處于穩步上升的趨勢；表明中部地區的農業技術進步偏向與要素稟賦結構之間的匹配狀況在不斷改善；西部地區的匹配狀況存在一定的波動，但近年來西部地區的耦合協調度出現不斷上升的趨勢。

此外，本文通過面板固定效應模型分析了影響農業技術進步方向與要素稟賦結構之間匹配度的原因，發現財政支農事務支出、有效灌溉面積占農作物播種面積比重以及就業人員的教育程度顯著正向影響農業技術進步方向與要素稟賦結構之間匹配度，而要素市場扭曲程度和農村居民家庭經營耕地面積等因素對二者之間的匹配度并沒有顯著的影響。