甘肅省設施蔬菜生產效率分析
——基于地區比較的視角

王變變，關士琪，籍常婷，唐 增

（蘭州大學草地農業生態系統國家重點實驗室/ 中國草業戰略研究中心/蘭州大學草地農業科技學院，甘肅蘭州730020）

憑借氣候溫和干燥，光照充足，熱量豐富，晝夜溫差大，廉價勞動力資源豐富的有利條件，甘肅省自20 世紀80 年代逐漸發展塑料棚蔬菜，經過多年的發展，2017 年蔬菜總面積56.98 萬hm2，其中設施蔬菜面積10.93 萬hm2，產量達579.7 萬t，產量與產值逐年增加，設施蔬菜在甘肅省農業中已具有舉足輕重的地位。截至目前，對甘肅省設施蔬菜發展宏觀方面的研究較多，張學斌等[1]對甘肅省設施蔬菜的生產現狀和發展對策展開探討，得出了產業發展的著眼點放在優質、特色、品牌上的結論；馬樂軍等[2]對甘肅省蔬菜發展進行了SWOT 分析，并給出了相應的對策建議；劉華等[3]對甘肅省設施番茄發展存在的問題進行分析，并提出了對策建議。就DEA 模型而言，國內對該模型的應用日趨成熟，孟陽等[4]利用DEA 模型將2010 年北京與全國的設施蔬菜生產效率進行對比，經過研究發現，北京市設施蔬菜的技術效率與環境效率比其他省市有優勢，但露地蔬菜沒有優勢。孫明艷等[5]采用DEA 方法對黑龍江省2011—2015年幾種不同蔬菜的投入產出進行了分析，研究表明了新技術的開發是促進黑龍江省蔬菜生產效率提高的重要因素。白世秀、王宇[6]利用DEA 模型評價了我國各省市的農業生態效率。

筆者閱讀了甘肅省設施蔬菜生產方面相關的諸多文獻，發現甘肅省設施蔬菜的投入產出生產效率方面橫向與全國設施蔬菜對比微觀分析的文獻非常少。因此，本文在對比分析全國與甘肅省設施蔬菜投入產出的基礎上，用DEA 模型分析甘肅省設施蔬菜與全國設施蔬菜的生產效率，以此來評價甘肅省設施蔬菜在投入產出方面的問題以及相對全國其他省市來說生產方式有無比較優勢，并提出有助于甘肅省設施蔬菜可持續發展相對應的解決措施和對策建議。

1 甘肅省設施蔬菜投入產出現狀分析

投入產出是生產效率最直觀的反映，本文選取甘肅省和全國各個省市主栽3 種設施蔬菜667 m2的產量、總成本、成本收益率對比，分析結果如圖1、圖2 和圖3 所示。

由圖1 可知，甘肅省設施西紅柿、設施黃瓜、設施菜椒產量均高于全國平均水平，表明甘肅省設施蔬菜的產量相對于全國設施蔬菜有顯著優勢。由圖2 得出，甘肅省設施黃瓜、設施菜椒的成本明顯高于全國平均水平，這充分說明了甘肅省的設施蔬菜屬于高投入高產出型。由圖3 可知，甘肅省設施西紅柿的成本收益率與全國水平相差57.69%，充分說明了雖然設施蔬菜投入成本高、產量高，但成本收益率太低，與全國相比根本沒有優勢，設施黃瓜成本收益率高于全國27.75%，設施菜椒成本收益高于全國11.52%，說明了設施黃瓜和設施蔬菜相對于全國而言有明顯的優勢，雖然投入成本高，但實現了高產出和較高的成本收益率。

2 研究方法和數據來源說明

2.1 研究方法

本文采用數據包絡分析法（data envelopment analysis,DEA）來研究設施蔬菜的投入產出效率。DEA 模型于1978 年由著名運籌學家Charnes 和Copper 等學者提出，DEA 方法是用數學規劃模型比較具有相同類型投入和產出的生產或非生產單位的相對效率的一種非參數方法，不受輸入輸出數量量綱的影響，每一個生產單位稱作“決策單元（DMU）”，將決策單元投影到有效前沿面上，然后對比決策單元DMU 偏離有效前沿面的程度來評價其各自的有效性[7-15]。DEA 模型中有4 個典型代表模型，分別是C2R 模型、BC2模型、ST 模型、FG 模型，其中應用頻率最高的模型是C2R 模型和BC2模型，但二者之間有本質的區別，BC2模型的條件是規模報酬可變的情況下應用，而C2R 模型的應用條件是規模報酬不變[16]。

2.2 數據來源

考慮到數據的科學性、準確性、可獲得性和決策單元的一致性，本文將重點選取甘肅省代表性較強的設施西紅柿橫向與全國各省市的設施西紅柿效率分析對比。選取的數據是《2018 年全國農產品成本收益資料匯編》。

3 模型建立和變量選取

3.1 模型建立

鑒于C2R 模型和BC2模型需要在最優規模條件下運行，考慮到如果DMU 沒有在最理想的條件下運行時，規模效率可能會對C2R 模型的結果有影響，為了保證規模效率對測度結果沒有影響，所以本研究采用應用比較廣泛且基于規模報酬可變的BC2模型分析設施蔬菜的生產效率。該模型的表述如下：設有n 個決策單元（全國各個省市）DMU，每個決策單元用DMU,（j=1,2,3,….n）表示，每個DMU 有m 種輸入和s 種輸出, 用Xj 表示輸入變量，Yj 表示輸出變量, 則：Xj＝（x1j，x2j，…，xmj）T，Yj＝（y1j，y2j，…，ysj）T，其中Xmj為第j 個決策單元對第m 種類型投入的投入量，Ysj為第j 個決策單元對第s 種類型產出的產出量。式中，s-、s+分別表示對應輸入和輸出的松弛變量j 為相對DMU 重新構造的一個有效DMU 組合中第j 個決策單元DMU 的組合比例；θ 為決策單元DMU 的效率值，X0、Y0分別為常數項。根據θ、s-和s+的值，分為以下3 種情況：當θ=1，s-=0，s+=0時，則決策單元j 為DEA 有效，即投入產出效率達到最優狀態；當θ=1，且s-，s+兩者不全為0 時，則決策單元j 為弱DEA 有效，若s-＞0,則說明第m 種投入資源沒有得到充分利用的數值為s-，若s+＞0，說明第s 種產出與最大產出值存在s+的不足；當θ＜1 時，則決策單元j 為非DEA 有效，存在一定程度的投入冗余和產出不足的情況。

對于一個非DEA 有效的決策單元DMU0，可以通過DMU 在相對有效的生產前沿面的投影來改進，從而找到調整的目標值，將其調整為有效的決策單元。設DMU0的投入產出為（X0，Y0），（X*,y*）為DMU0在DEA 有效前沿面上的投影，調整后的（X*,y*）相對于調整之前的（X0，Y0）來說是有效的，具體調整方法為：X*=θX0-s-y*=Y0+s+[17]。

3.2 變量選取

變量的選取主要參考《2018 年全國農產品成本收益資料匯編》中的變量。在本研究的具體運算中，以蔬菜主產品產量為產出變量，選取對蔬菜生產比較重要且占比較大的投入要素，分別為農膜費、用工日、種子費、肥料費、農藥費，其中用工日包括家庭用工天數和雇工天數，肥料費包括化肥費和農家肥。

4 實證分析

通過整理出投入產出的數據在DEAP2.1 軟件的運算得到甘肅省和全國其他各個省市設施西紅柿的綜合技術效率、純技術效率和規模效率，以此對比來分析甘肅省設施西紅柿的投入產出效率（見表1）。

表1 2017 年全國各省市設施西紅柿生產技術效率

綜合技術效率反映的是一定量的投入能獲取最大的產出，或者在既定的產出內使投入量最小。當綜合技術效率值為1.000 時為DEA 有效單元，即投入產出達到最優狀態。DEA 模型分析出的這三個效率值在數值上的關系：綜合技術效率=純技術效率×規模效率。由表1 可知，天津、黑龍江、上海、湖北、青海、新疆等地設施西紅柿的綜合技術效率是1.000，達到了DEA 有效，處于規模有效狀態，綜合技術效率最低的是山西，僅為0.545，全國綜合技術效率的平均值為0.858，而甘肅的綜合技術效率為0.841，低于全國平均值，從側面說明了甘肅省設施西紅柿對全國來說沒有顯著優勢，就純技術效率而言，甘肅省的純技術效率值為0.845，全國平均水平為0.908，明顯低于全國水平。規模效率為0.995，由此可以看出甘肅省的設施西紅柿種植已經達到了一定的規模，種植面積比較大。從這三個效率值可以發現，甘肅省設施西紅柿的純技術效率低導致綜合效率低，反映出設施蔬菜不能在現有的技術水平下使得產出最大，各指標的投入產出存在冗余的現象，應減少要素的投入。同時，規模報酬處于遞減階段，應通過適度的縮小規模來提高甘肅省設施西紅柿生產的技術效率。這與甘肅省經濟發展的整體水平有關，各種技術水平的提高也有利于甘肅省經濟的發展。所以，在不斷擴大規模的基礎上，甘肅省應向天津、黑龍江、上海、湖北、新疆這些設施蔬菜生產處在前沿面的地區引進或者學習一些蔬菜生產的先進技術來提高綜合技術效率值。

由于甘肅的設施西紅柿屬于非DEA 有效的省份，所以利用DEA 模型可以調整決策單元處于非有效狀態的方法，同時為更深一步找出技術效率偏低的原因，本研究利用DEAP2.1 軟件分析投入產出數據時也同時發現了投入冗余的情況，表2 詳細列出了甘肅省設施西紅柿投入要素存在不同程度的冗余情況，甘肅省設施西紅柿的農膜費可減少68.898 元，調整幅度為15.51%，用工日可減少11.658 d，調整幅度為36.72%，種子費可減少48.756 元，調整幅度為15.51%，肥料費可減少120.881 元，調整幅度為15.51%,農藥費可減少37.501 元，調整幅度為17.90%，調整后667m2各個投入要素量分別為375.272 元、51.32 d、265.564元、658.419 元、198.519 元。

表2 甘肅省設施西紅柿生產投入冗余情況

相比設施西紅柿，甘肅省的設施黃瓜綜合技術效率則有效，無需調整，如表3 所示。

表3 2017 年全國各省市設施黃瓜生產技術效率

設施黃瓜綜合技術有效的地區分別有甘肅、天津、黑龍江、河南、湖北、四川、青海等，所以甘肅省設施黃瓜有優勢，保持現有的生產態勢即可。

設施菜椒的綜合技術效率有效的省市分別有北京、天津、四川，甘肅省設施菜椒綜合效率值最低，僅為0.608，從這三個效率值可以發現，甘肅省設施菜椒的純技術效率低導致綜合效率低，反映出設施菜椒不能在現有的技術水平下使得產出最大，各指標的投入產出存在冗余的現象，應減少要素的投入（見表4）。同時，規模報酬處于遞增階段，說明了甘肅省設施菜椒的種植規模在很大程度上存在著上升的潛力。利用DEAP2.1 軟件分析投入產出數據時也同時發現了投入冗余的情況，表5 詳細列出了甘肅省設施菜椒投入要素存在不同程度的冗余情況，農膜費相對原來可減少177.831 元，調整幅度為32.7%，用工日可減少24.419 d，調整幅度為32.7%，種子費相對原來可減少180.499 元，調整幅度為75.58%，肥料費減少282.072 元，調整幅度為41.29%，農藥費可減少69.612 元，調整幅度為32.7%。

表4 2017 年全國各省市設施菜椒生產技術效率

5 結論及建議

本文對2017 年甘肅省與全國其他各個省市設施蔬菜的投入產出做了詳細的對比，主要得出以下結論：從投入產出水平來看，甘肅省設施蔬菜相對于全國來說處于高投入、高產出現狀，沒有顯著的優勢。根據DEA 模型的分析結果來看，甘肅省設施西紅柿和設施菜椒綜合效率比較低，且處于全國中下水平，毫無優勢可言。只有設施黃瓜的綜合技術效率達到了DEA 有效。通過對投入產出路徑調整的投影分析來看，甘肅省設施西紅柿和設施菜椒的生產要素存在冗余的情況。

對于甘肅省設施蔬菜綜合技術效率低下的情況，應該采取以下措施來提高技術效率：一是在充分利用現有技術水平的情況下，加大對設施蔬菜的技術投入，例如學習其他省市對設施蔬菜的先進管理技術，引進國內外先進的智能技術，推廣技術服務體系。二是加大基礎設施的投入力度，鼓勵支持擴大設施蔬菜種植規模。三是加大對甘肅省設施蔬菜勞動力的培訓，使其能隨時學習先進的技術和思想，提高勞動力的綜合素質。

由于數據獲取的局限，本文只針對2017 年的數據進行了詳細的分析，其結果也有一定的片面性，只能反應短期的現狀，通過對甘肅省設施蔬菜技術效率的分析，針對投入冗余的情況進行了路徑的調整，可以為甘肅省蔬菜產業的發展提供一些參考，對于存在的問題和不足在以后還需要更深入的研究。

表5 甘肅省設施菜椒生產投入冗余情況