農田基本建設投資對糧食生產成本影響的實證研究

殷嘉怡 孫頂強

摘要：利用1994—2014年我國各省份小麥、玉米和水稻的成本價格面板數據，基于超越對數成本函數，研究農田基本建設對糧食生產成本的影響。研究結果表明，總體來說農田基本建設能夠降低糧食的生產成本，農田基本建設對勞動、資本和中間要素存在替代關系。從不同投資項目來看，機械、除澇和林網防護3個建設內容對糧食生產具有成本節約效應，灌溉設施建設則沒有;從各地區來看，中部地區農田基本建設的成本節約效應最大，西部次之，東部最小。建議今后我國的財政支農政策應該加大農田基本建設的力度，各部門應該積極合作努力降低糧食的生產成本，提高我國的農業競爭力。

關鍵詞：農田基本建設;糧食生產成本;需求彈性;超越對數成本函數

中圖分類號： F326.11? 文獻標志碼： A? 文章編號：1002-1302（2019）05-0277-08

收稿日期：2018-06-07

基金項目：國家自然科學基金面上項目（編號：71473122）;國家自然科學基金重大項目（編號：71333008）。

作者簡介：殷嘉怡（1994—），女，江蘇無錫人，碩士研究生，主要從事農業經濟理論與政策方面的研究。E-mail：2016106058@njau.edu.cn。

通信作者：孫頂強，博士，副教授，主要從事農業經濟理論與政策、微觀農業發展、農產品貿易方面的研究。E-mail：dqsun@njau.edu.cn。

近年來，我國農業人口外流持續增加，農業勞動力不斷減少。隨著大量農業勞動力轉移到工業和服務業，人口增速的下降以及老齡化，勞動力的實際工資正在快速增長，由此帶來的是農業生產成本尤其是勞動力成本的不斷上升。據統計，我國糧食生產中的雇工日工資從2003年的18.8元上升至2013年的99.05元，按當年價格計算10年增加了4.27倍（數據源自歷年《全國農產品成本收益資料匯編》）。農產品成本急速提高，帶來的是我國農業競爭力下滑的危險，而政府價格補貼，保護價收購等政策導致國內外價格倒掛，農業進口量與庫存量雙增加。

1 研究現狀與政策回顧

1.1 研究現狀

投資農田基本建設將有助于降低生產成本，提高我國農業競爭力。農田基本建設是為促進農業生產發展、產生長期生產效益而采取的一系列農地工程措施或生物措施，其中農業綜合開發作為農田基本建設的一個重要部分，承擔了多項任務。當前我國農田基礎設施在標準性、配套性、維護性上均存在嚴重缺失，農田基本建設將有助于改善基礎設施，提高農業生產率，實現農業現代化。具體來看，（1）農田基本建設為農業的適度規模經營提供了條件。我國的農地細碎化程度嚴重，農地質量不一，通過土地平整、田間道路建設等農田基本建設可以為農業的規模經營創造條件。（2）農田基本建設為農業機械化操作提供了條件，完善田間道路設施是農業機械化作業的前提，機械化作業替代傳統勞動力投入可以促進農村剩余勞動力的轉移，也能減輕農業生產的勞動成本。（3）農田基本建設給農業可持續發展提供了保障。一直以來我國的農業用水效率低下、化肥過量使用導致水資源浪費和土地質量下降現象嚴重，以灌溉排水設施、測土配方為代表的農田基本建設能夠在最大化資源利用效率的基礎上，改善農業生態環境。

鑒于農田基本建設對農業生產的重要作用，近年來，國家加大了對農田基礎設施的建設力度，各部門對農田基本建設的投資數額也在逐年上升。作為農業綜合開發的主要部分，農業綜合開發辦公室（以下簡稱農發辦）投入中低產田改造的資金以每年17.85%的平均增長率增長（數據源自歷年《中國財政年鑒》）。在實現農業現代化的要求下，第十三個五年規劃的建議（2015）中提出“大規模推進農田水利、土地整治、中低產田改造和高標準農田建設”，作為農田基本建設的2個重要部門：農發辦和國土資源部更是承擔了力爭到2020年建成0.53億hm2高標準農田的任務（摘自2013年《全國高標準農田建設總體規劃》），因此在今后一個長期階段，國家對農田基本建設的投資力度將不斷加大。

眾多學者研究基礎建設對農業發展的影響都是從生產函數的角度出發，沿襲至今仍有學者在采用此種方法。其中，一致認為農業技術、機械設備、供電設施對提高農業生產率、增加農業總產值有正向作用，而農村公路和水利設施對農業生產的影響，不同學者得出了不同的結論。王敏等認為，農村公路和水利設施對農業總產值是負向的消極作用[1]，邱士利等認為，二者對農業生產是正向的促進作用[2-3]。

為了避免生產函數由于反向因果關系產生的內生性問題，用成本函數分析的文章隨之變多。辛毅是國內最早開始從成本的角度討論農業基本建設與生產成本關系的學者，但他只進行了簡單的理論分析，發現投資在農業基建上的財政資金對于降低農業生產成本是有積極作用的[4]。吳清華等則開始利用具體的成本函數討論農業基礎設施對農業生產成本的影響，得出了不同的結論[5]。曾福生等認為，農業基礎建設能夠顯著降低糧食的生產成本，農業基礎設施對勞動要素具有替代作用，對資本和中間要素具有互補作用[6]。吳清華等的研究結論則相反，以農村灌溉設施和公路建設為代表的基礎設施反而會引致農業生產成本的增加[5]。

本研究從成本函數的視角分析過去20多年我國農田基本建設情況，檢驗農田基本建設對降低農業生產成本，提高農業生產效率的作用，評估農田基本建設投資的經濟效果，為科學指定國家農業支持政策提供建議。研究發現農田基本建設能夠降低糧食（水稻、小麥、玉米）的生產成本，對勞動、資本和中間要素具有替代作用，能夠提高糧食的生產效率。

與現有相關文獻相比，研究作出了一些新的調整。（1）由于目前國內從生產成本角度研究農田基本建設的文獻較少，采用的成本函數形式也不盡相同，本研究利用超越對數形式的成本函數，超越對數成本函數沒有規模經濟不變的約束，也允許技術的非中性和非同質性，在研究時更具靈活性。（2）從研究內容來看，大多數文章僅僅挑選了水利灌溉、公路建設等有代表性的基礎建設作為研究對象，現有文獻并未涵蓋農田基本建設的所有內容，而本研究關注了農田基本建設的大多數內容，且將高標準農田建設這一新內容納入了農田基本建設的研究范圍，筆者關注了沒有被研究過的農業支持政策內容。（3）除了分析整個農田基本建設對糧食生產成本的影響，還對不同品種、不同地區以及不同的農田基本建設投資內容作了討論，與現有文獻相比突出了品種、地區和投資內容的差異。

1.2 政策背景

1.2.1 支農政策回顧 農業一直是我國財政的重點扶持部門，不同時期的農業財政支持政策也有不同的優先順序。改革初期，農產品的價格改革是農業財政政策的重點。為了改變工農業非平等交換的狀況，國家開始大幅度提高農產品的收購價格。1985年，國家開始逐步實行雙軌制的農產品定價制度。在提高收購價格的同時，國家還進行大量的價格補貼[7]，但是這一時期卻忽視了農業基礎設施的建設。具體來看，1981年農業基本建設投資占基建總投資的比重、農業基本建設投資占三農支出的比重分別為6.60%、24.54%，至1989年，這2項比重分別下降到3.30%、19.00%。

1994年開始進入改革開放深化時期，鑒于過去農業基本建設投資不足的問題，支農政策加大了對農村基礎設施建設等的支持，農業基本建設投資出現了增長，“八五”“九五”時期的農業基本建設投資額分別增加到697.8、3 143.2億元，年均增幅達到269%。這一階段的重要政策是中央決定從2000年起進行農村稅費改革。

至21世紀初，我國步入工業化中期階段，對農業基本建設的投資仍然在穩步增長。財政政策進一步支持農業綜合開發，2004—2014年，農業綜合開發土地治理項目累計投入資金 335 938 億元，2009年開始又增加了高標準農田示范工程，并規定2014年起，將中低產田改造與高標準農田示范工程統稱為高標準農田建設項目。此外，中央也出臺了其他幾項財政政策，包括繼續進行農村稅費改革、三項補貼制度、四項補貼制度等。

縱觀改革開放以來我國的財政支農政策，一開始重點進行價格改革和農業投入補貼，現在則越來越關注農業基本建設、農田生產能力建設。從歷年農業基本建設支出的情況來看，1985—1994年期間，農業基本建設投資占三農支出的比重整體呈緩慢下降的趨勢，1994年開始，農業基本建設支出占三農支出的比重開始上升;且農業基本建設投資占基本建設投資的比重也呈現緩慢上升的趨勢，該比重總體維持在3%～7%（根據2014年《中國農村統計年鑒》整理得出）。這符合新階段我國農業發展的新需求，也符合世界貿易組織（WTO）農業有關協議，因此，加強農田基本建設是我國今后財政支農的一個重要方向，1985—2006年支農投資結構見圖1。

1.2.2 農田基本建設 從項目的投資來看，農發辦自1988年開展農田基本建設以來，投資金額逐年遞增，1994年農田基本建設投資額為34.8億元，2014年投資額已達到313.2億元，1994—2014年期間累計投資39 613.8億元。項目初期以中低產田改造為重點，到中后期政策越來越關注以生態環境為目標的小流域治理、土地沙化治理等，特別是2009年起項目又新增高標準農田示范工程，2013年《全國高標準農田建設總體規劃》中指出，到2020年要爭取完成的高標準農田建設目標是0.53億hm2，項目資金相應得也開始偏向投資這些部分。

從項目的實施成果來看，農田基本建設通過灌溉、除澇、林網防護、機耕、改造中低產田和高標準農田這幾個方面改善了我國的農業生產條件。項目實施中，累計改造中低產田 29 768 667 hm2，累計建造高標準農田3 847 333 hm2，分別累計新增和改善灌溉、除澇、林網防護、機耕面積28 130 000、11 652 000、15 953 333、11 268 000 hm2。1994—2006年期間，年改造中低產田總體呈現上升狀態，但2000—2003年出現階段式回落，2006年后改造中低產田呈現逐年下降趨勢，而高標準農田建設自2009年開展以來，建設面積逐年上升。相應地新增和改善灌溉、除澇、林網防護和機耕面積這些指標也均在項目初期呈現遞增趨勢，項目中后期開始緩慢下降，這些趨勢與各個時期的項目資金投資重點有關。1994—2014年農田基本建設投資及完成情況見表1、表2。

2 模型檢驗與數據來源

2.1 成本函數

由于超越對數成本函數不須要設定特定的生產函數形式，也不必假設固定的要素替代彈性，因此本研究采用作為二階泰勒展開取近似函數而得到的超越對數成本函數作為模型，可表示為

式中：C代表單位面積成本;Q代表單位面積產量;Pi代表要素i的價格，i=L（勞動力），K（資本），I（中間要素）;G代表農田基本建設存量;T代表年段時間虛擬變量;D代表地區虛擬變量。

對公式（1）進行對稱性限制，亦即所有交叉微分具有等價性：

同時，進行價格線性同質性限制：

對公式（1）進行變形，可得到糧食生產成本對農田基本建設的彈性（λ）：

可見，如果λ<0，說明農田基本建設降低了糧食的生產成本;如果λ>0，說明農田基本建設提高了糧食的生產成本。

同樣，在公式（1）的基礎上，通過Shephard引理，將成本函數對要素價格求偏導，可以得到成本最小化的要素需求函數，從而得到農業生產要素的份額函數Si：

在公式（4）的基礎上，可以求得農業生產要素對農田基本建設的需求彈性μi，如下：

如果μi>0，說明糧食生產中i要素與農田基本建設存在互補關系;反之，如果μi<0，說明糧食生產中i要素與農田基本建設存在替代關系;如果μi=0，說明農田基本建設對i要素的需求不產生影響。

2.2 數據來源、變量選取

2.2.1 數據來源 與農村農業部、水利部、自然資源部相比，農業綜合開發辦公室進行的農田基本建設采取的是綜合改造措施，資金來源穩定，開展歷史較久，可以對一個地區進行連續多年投資，因此本研究采用的農田基本建設數據是農業綜合開發辦公室1994—2014年的土地治理相關數據，該數據來源于1995—2015年《中國財政年鑒》中農業綜合開發部分的數據。糧食（水稻、小麥、玉米）成本、產量等相關數據則來源于《全國農產品成本收益資料匯編》和《中國統計年鑒》。所有價值數據均以1994年可比價進行平減。

2.2.2 變量定義 首先，定義產出和要素投入指標。這里產出指標為糧食（水稻、小麥、玉米）單位面積產量（以Q表示，kg）;要素投入包括勞動力、資本和中間要素投入，其中勞動力指標為用工投入，以L表示（d）;資本指標為機械作業費，以K表示（元）;中間要素指標為種子和化肥投入，以I表示（元）。因此，糧食單位面積總成本，以C表示（元）包含了以上3部分成本（L，K，I）。

其次，定義投入要素價格指標。根據《全國農產品成本收益資料匯編》，勞動力價格以P4表示（元/d），由勞動力費用除以勞動力用量得到;種子價格以P1表示（元/kg），由種子費用除以種子用量得到;化肥價格以P2表示（元/kg），由化肥費用除以化肥用量得到。由于《全國農產品成本收益資料匯編》沒有提供機械用量，本研究將機械化農具價格指數作為機械價格，以P3表示。

關于農田基本建設指標，仿照基礎設施存量指標的設置方法。目前，基礎設施存量指標主要有2種衡量方式：貨幣和實物指標。貨幣指標即直接計算投資金額總量，通常與其真實價值存在較大的差異;而由于測量單位的不同，實物指標也有不足。因此，比較常用的基礎設施存量估算方法是永續盤存法。在折舊率的選取上本研究采用曾福生設定的折舊率10.1%[6]，并將初期資本存量設定為1994年農業綜合開發辦公室土地治理項目的投資資金。但在研究不同投資內容時，由于缺少各內容的投資數額，本研究采用實物指標，將累計增加灌溉面積、機耕面積、除澇面積、林網防護面積作為農田基本建設存量。變量的具體定義見表3。

3 估計結果及解釋

3.1 對不同作物生產成本的影響

從表3可以看出，小麥、玉米、水稻的平均成本彈性分別為-0.010、-0.050、-0.025，說明農田基本建設能夠降低小麥、玉米、水稻的生產成本，與辛毅等的研究結果相同[4-6]，這也進一步證明了根據公共產品理論，農田基本建設可以為農業規模經營、技術進步等提供保障，從而降低農業生產成本。但是農田基本建設對小麥、玉米、水稻的成本節約效應不同，這與不同作物生產對基本建設的利用程度不同有關。

從表3還可以看出，要素需求彈性整體為負，說明農田基本建設對生產要素的需求存在替代效應，農田基本建設通過減少勞動、資本、中間要素的投入，提高了勞動、資本和中間要素的效率，進而降低了糧食的生產成本。具體來看，農田基本建設投資每增加1%，玉米、水稻的勞動要素需求分別會減少0.117%、0.139%。這是因為城市化和工業化的不斷發展促使大批農村剩余勞動力轉移到城市進行非農就業，農村勞動力數量的減少導致農業勞動力成本上升，從而促使糧食生產勞動力投入減少。農田基本建設投資每增加1%，小麥、玉米、水稻的資本要素需求分別會減少3.014%、0.123%、1.434%。一是因為公共投資會替代私人投資;二是因為農業生產風險高、相對收益低，農戶更愿意把資金投入到其他高收益、低風險的活動中，而不是在農業生產上投入更多的資金，當前農村地區資本外流的狀況就是一個很好的佐證。農田基本建設投資每增加1%，小麥、玉米、水稻的中間要素投入平均會減少0.817%、0.241%、0.580%。

3.2 不同投資項目的影響

農田基本建設總投入對小麥、玉米、水稻生產成本的影響，未能充分考慮不同投資建設內容對生產影響的差異。從表4的數據可以看出， 將農田基本建設內容分為4個部分——灌溉、機械、除澇、林網防護，根據公式（4）和公式（6）分別計算這4個部分的基本建設對糧食生產成本以及要素需求的影響。從平均成本彈性的估算結果來看，總體來說機械、除澇、林網防護投資對糧食生產成本有節約效應。灌溉投資對糧食生產成本則是正向的促進作用，這可能跟灌溉設施的后期管理和維護跟不上有關，灌溉設施的可持續性利用能力差。

從要素需求彈性的估算結果來看，不同生產要素對不同投資部分的需求彈性有差異。灌溉投資對勞動和資本要素存在互補關系，對中間要素既存在互補關系又存在替代關系;機械投資對勞動要素和資本要素存在替代關系，對中間要素既存在互補關系又存在替代關系;除澇投資對于勞動要素、資本要素、中間要素均存在替代關系;林網防護投資對資本要素和中間要素存在替代關系，對勞動要素存在互補關系。

3.3 不同地區的影響

按照東部、中部、西部的劃分數據，根據公式（4）、公式（6）分區域計算農田基本建設對糧食生產成本以及要素需求的影響。從表5可以看出，東、中、西部地區的平均成本彈性均為負，中部地區農田基本建設的成本節約效應最大，西部地區次之，東部地區最小。這主要是因為中部地區的吉林省、黑龍江省、河南省、湖北省、湖南省等是我國主要的農業生產大省，也是糧食主產區，國家長期對這些地區的農田基礎設施進行大量投入，其投資數額更是占總投資64%左右，且這些農業生產大省多處在平原地區，農業基礎設施更能夠發揮其效用，所以中部地區農田基本建設的成本節約效應最大。國家近年來持續進行西部大開發，對西部地區的農田基本建設投資也快速增加，加上西部地區本身的農業基礎設施最為薄弱，所以經過投資建設，基礎設施的改善效果最為明顯。而東部地區經濟發達，農業基礎設施相對比較完善，所以基礎設施改善的效果沒有西部地區明顯。

從要素需求彈性的結果來看，不同地區的要素需求彈性有差異。在東部地區，農田基本建設對勞動和資本要素存在替代關系;而在中部和西部地區，農田基本建設對勞動要素存在互補關系，對資本要素存在替代關系，這可能是因為東部地區的勞動力價格最高，農村勞動力轉移就業的機會也最大。3個地區對于中間要素既存在互補關系又存在替代關系。

在估計時選擇成本函數（1）、要素份額函數（5），采用似無相關回歸方法對其進行系統估計。首先，分別對水稻、小麥、玉米3個品種1994—2014年的省級面板數據進行回歸，得到超越對數成本函數估計結果，結果見附件表6、表7、表8。從模型估計結果來看，大部分回歸系數達到了顯著性水平，回歸系數的符號、大小也較符合理論預期，模型的擬合程度達到了98%以上。