河北省縣域蔬菜生產效率及時空差異分析

馬如霞，劉 嬌，勾 倩，王 彪，陳新政，陶佩君，崔永福

(河北農業大學，河北 保定 071000)

蔬菜產業是實現農民增收并促進城鄉居民就業的富民產業。河北省蔬菜產業近年發展迅速，總產量穩居全國第二。在京津冀協同戰略、農業供給側結構性改革的背景下，河北省蔬菜產業轉型升級、蔬菜產品高效供給成為重要研究方向。

國內關于蔬菜生產效率、時空差異方面已有部分學者開展研究。王斌等運用DEA-BBC模型對山東省12種蔬菜的投入產出進行有效性分析，發現8種蔬菜未達到DEA有效，引起無效的主要原因是規模效率低，并利用投影分析評估了無效蔬菜各要素的徑向調整、松弛調整[1]。王變變等利用DEA模型對2017年甘肅省和其它省市設施蔬菜的技術效率進行計算，重點分析了甘肅設施蔬菜生產效率情況[2]。孫明艷等利用DEA模型對2011—2015年黑龍江省蔬菜產業投入產出面板數據進行分析，發現黑龍江省蔬菜生產全要素生產率普遍不高，其中新技術的開發應用是主要影響因素[3]。王歡等運用DEA、超效率DEA和逐步判別聚類法對中國25省(市)露地茄子生產效率進行分析，發現規模的不適度是制約中國大多數地區蔬菜發展的主要因素[4]。于麗艷等基于2000—2016年中國蔬菜生產數據，系統分析了中國蔬菜生產的區域變遷，分析比較優勢對蔬菜生產布局的影響[5]。吳建寨等探討了1995—2013年中國區域蔬菜生產優勢空間變動的因素[6]。李艷梅等分析了2000—2012年京津冀地區蔬菜生產格局的時空分異特征，發現京津冀地區蔬菜種植面積呈現“上升-下降-上升”的變化趨勢[7]。于麗艷等基于2000—2016年蔬菜生產數據，從區域視角總結我國蔬菜生產布局的時空變遷[8]。朱大威等利用GIS和層次分析法，對江蘇省蔬菜種植土地適宜性進行全局、局部空間自相關分析[9]。紀龍等利用修正的Gini系數和Moran指數，對中國蔬菜生產空間分布特征進行分析，同時分析空間分布對蔬菜價格影響的作用機理[10]。

上述研究存在以下不足：(1)蔬菜生產的研究以省域尺度為多，縣域尺度研究較為缺乏。(2)蔬菜產業綠色全要素分析較少。農業生產活動所產生的碳排放日益增加，研究綠色全要素生產率對蔬菜產業轉型升級具有促進作用。(3)空間分析以區域變遷、分布變化為多，忽視地區間的空間溢出效應。綜上，蔬菜產業作為河北省支柱產業，研究其全要素生產率、綠色全要素生產率、空間全局自相關、空間局部自相關具有現實意義。

一、研究方法與研究數據

(一) 研究方法

Dt(xt,yt,bt)=inf{θ:(xt,yt,bt/θ)∈It,θ≥0}=[sup{θ:(xt,yt,bt)∈It,θ≥0}]-1

(1)

(2)

公式(1)可以改寫為：

M(xt+1,yt+1,xt,yt)

(3)

TC表示技術進步指數，測度生產前沿面從t時期到t+1時期移動。如果TC指數值大于(小于)1，表明從t期到t+1期出現了技術進步(技術衰退)；如果TC指數值等于1，則表明從t期到t+1期沒有技術進步。相同地，EC指數值與TFP值亦是如此。

在非徑向非角度的SBM方向性距離函數和GML生產率指數基礎下，構建蔬菜GTFP指數為：

(4)

(5)

(6)

(7)

2.空間自相關分析。(1)全局空間自相關分析。主要用于探究某個屬性值在整個區域上的空間分布模式，進而分析屬性是否存在聚集特性。用公式表示為：

Global Moran's I 指數I∈[-1, 1], 1表明正空間自相關性極強，-1表明負空間自相關性極強。當I>0時空間為正相關表現為聚集特性；當I<0時蔬菜全要素生產率存在空間負相關性，表現為離散特性；I=0時，表明蔬菜全要素生產率趨于隨機分布狀態。

(2)局部空間自相關分析。全局空間自相關反映研究區域中相似屬性的平均聚集程度，難以探究局域空間關聯效應。因此需要引入Getis-OrdvG指數衡量蔬菜全要素生產率的局部空間分布，來彌補全局指標在分析中的不足。局部Getis-OrdG指數計算公式為：

(9)

(二)研究數據及指標選取

1.樣本數據。本文研究的縣域投入、產出指標數據均來自2007—2018年 《河北農村統計年鑒》。為分析河北省蔬菜生產率在特定時期內變化規律，本文把研究時間劃分為4個階段，分別為：2007—2010年、2011—2013年、2014—2016年、2017—2018年。

便于清晰展現河北省不同類型區蔬菜全要素生產率間的差異，根據《河北省“十三五”設施蔬菜發展規劃》[11]以及前人研究過程中的分區標準，把141個決策單元劃分為6個地區：環京津地區、張承錯季蔬菜產區、冀東地區、冀中地區、冀南地區、滄衡地區。

2.指標選取。

(1)投入變量：本文選取土地、化肥、農藥、農膜、有效灌溉面積、機械總動力、勞動力7個投入指標。其中，土地指標為蔬菜種植面積，以公頃為單位。鑒于2007—2018《河北農村統計年鑒》中沒有直接蔬菜產業各投入指標數據，利用蔬菜播種面積與農作物播種面積之比對以上6個指標(不含土地指標)進行剝離。由此，化肥指標為每年農業化肥施用量(折純量)乘以蔬菜播種面積與農作物播種面積之比，單位為噸；農藥指標為農藥使用量乘以比值，單位為噸；農膜指標為農膜使用量乘以比值,單位為噸；有效灌溉面積指標為每年實際有效灌溉面積乘以比值,單位為公頃;機械總動力指標為每年農用機械總動力乘比值，單位為千瓦；《河北農村統計年鑒》中未直接給出蔬菜產業從業人員數據，本文利用農業總產值與農林牧副漁業總產值之比乘以上述比值得出，單位為人。

(2)產出變量：包括期望產出和非期望產出。期望產出變量為2007—2018年蔬菜總產量，單位為噸。非期望產出用農業碳排放量衡量，單位為噸。農業碳排放源具有多樣化、復雜性，參照前人研究，主要測算化肥、農藥、農膜、農業灌溉和農業耕作 5 類直接產生的碳排放。構建農業碳排放總量計算公式為：

E=∑Ei=∑Ti×δi

(10)

其中E為農業生產碳排放總量，Ei為第i種碳源碳排放量，Ti為第i種碳源投入量，δi為第i種碳源碳排放系數。碳排放系數如下：化肥為0.895 6千克/千克，農藥為4.934 1千克/千克，農膜5.180 0千克/千克，農業灌溉為266.480 0千克/公頃，農業耕作為312.600 0千克/公頃。為便于分析，CO2和N2O統一換算為標準碳。

二、研究結果與分析

(一)縣域全要素增長率變化分析

由表1可知， 2007—2018年河北省縣域蔬菜全要素生產率年均增長1.65%，技術進步年均增長2.03%，技術效率年均增長-0.39%。河北省蔬菜綠色全要素生產率、綠色技術進步和綠色技術效率年均分別增長0.16%、0.48%和-0.72%。從2007年到2018年，測算的141個縣中，除了冀中、冀南地區綠色全要素生產率是負增長，其它分區均實現正增長。環京津地區和冀中地區蔬菜全要素生產率是負增長，其他分區為正增長。

表1 2007—2018年河北省縣域分地區蔬菜綠色、非綠全要素生產率增長指數與分解

將2007—2018年分為4個時期，對于綠色全要素生產率增長率來說，環京津地區呈現“U”字形,即先降后升，其余地區呈現出倒“N”字形，即先降后升再降。而全要素生產率增長率各個地區呈現的波動方式呈倒“N”字形，即先降后升再降。

從構成上看，在2007—2018年，絕大多數縣呈現出農業技術進步和技術效率上升與下降并存局面。全省綠色技術效率均呈下降趨勢，冀南地區技術效率下降最多，年均下降1.52%。冀東地區農業技術進步上升最快，年均上升2.71%，冀中地區技術進步下降較為顯著，年均下降4.81%。全要素生產率增長率，技術效率方面除冀南地區呈現正增長以外，其余地區呈現出負增長趨勢，最低為環京津地區-1.49%，而對于技術進步來說，張承地區技術進步最快為4.31%，環京津地區進步下降達1.02%。

(二)縣域蔬菜偏向性技術進步分析

由表2可知，河北省蔬菜縣域綠色投入偏向型技術進步指數為13.69%，蔬菜投入偏向性技術進步指數為21.15%，且絕大多數地區蔬菜投入偏向性技術進步指數均大于1，表明投入偏向性技術進步促進了該地區蔬菜全要素生產率增長。整體來看， 全省投入偏向型技術進步指數呈穩步提升態勢。

表2 2007—2018年河北省縣域分地區蔬菜綠色、非綠偏向性技術進步和中性技術進步指數及分解

將2007—2018年12年時間劃分為4個階段，141個縣域投入偏向型技術進步指數變化較為一致，并呈現逐年增長趨勢，表明蔬菜投入偏向性技術進步對于蔬菜全要素生產率增長具有穩定促進作用。河北省各縣綠色中性蔬菜技術進步指數為-12.02%、非綠指數為-15.85%，表明河北省各縣中性技術進步水平較低，且呈現逐年倒退趨勢?？傮w來看， 全省中技術進步指數隨著時間逐年下降，并在2017—2018年大幅跌落。

(三)縣域空間相關特征

從綠色高MI值分布看(圖1)，2007年至2010年主要分布在滄州，張家口，承德環京津地區。2011—2013年仍主要分布在環京津地區。2014—2016年主要分布在冀東和冀西地區。2017—2018年高MI區開始向冀中地區聚集。由綠色低MI值分布看，四個時期的低MI值都分布在燕山與太行山山脈地區。

圖1 2007—2018年河北省蔬菜縣域綠色全要素生產率增長指數空間分布

河北省蔬菜全要素生產率增長呈現出明顯空間集聚效應(圖2)。其中張承錯季蔬菜產區、滄衡地區相對比較穩定，處于高MI區。

圖2 2007—2018年河北省蔬菜縣域全要素生產率增長指數空間分布

(四)縣域蔬菜全局空間相關性分析

Global Moran's I值不為零代表存在空間效應，正值表明存在空間溢出效應，負值即存在空間競爭效應。利用Geoda軟件對河北省縣域蔬菜全要素生產率、綠色全要素生產率進行空間分析，表明各縣均存在空間相關性。全要素生產率除2011—2013年Global Moran's I指數值為負值外，其余年份均保持正值。而綠色全要素生產率2011—2016年為負值，表現為空間負相關。

河北省蔬菜技術利用率存在空間相關性。2011—2016年Global Moran's I指數值為負值，表現為空間負相關，其余年份為正值。綠色技術利用率只在2007—2010年為正值。技術進步均表現為空間正相關，存在空間溢出效應。綠色技術進步在2011—2016年呈負值，為空間負相關。

河北省蔬菜投入偏向型技術進步Global Moran's I值只在2014—2016年為負值。綠色投入偏向型技術進步在2011—2016年為負值，其余年份為正值。中性技術進步僅在2014—2016年為負值，為空間負相關，其余年份都為正值，為空間正相關。綠色中性技術進步在2007—2016年為正值，為空間正相關，且地區間的相關性有減弱趨勢。

(五)縣域蔬菜局部空間相關性分析

為分析河北省縣域蔬菜生產效率局部差異特征，對4個時間段的河北省各縣綠色、非綠色全要素增長率、技術效率增長率、技術進步增長率、投入偏向型技術進步指數以及中性技術進步指數、局域Moran's I指數進行計算。

局部關系分為5種類型：以全要素增長率為例，第一種類型為高高型(H-H，以下各類型均為圖例中英文首字母)，表示增長率高的縣被緊鄰其它增長率高的縣包圍；第二種類型為低低型(L-L)，表示增長率低的縣被緊鄰的增長率低的縣包圍；第三種類型為低高型(L-H)，表示增長率低的縣被緊鄰的其它增長率高的縣包圍；第四種類型為高低型(H-L)，表示增長率高的縣被緊鄰的增長率低的縣包圍；第五種類型為不相關，即本縣增長率與周圍縣域并不相關。其中，高高型和低低型表示區域發展差異較小，呈正相關；高低型和低高型則表示區域發展差異較大。

如圖3、4所示，綠色全要素生產率增長指數和全要素增長指數局部關系圖顯示大部分縣域局部空間關系不顯著，2007—2010年低高型縣域數量較多集中在冀東。2011—2013年高高型區域較多。2017—2018年高高、高低型縣域數量較多，尤其高高型在武強縣、武邑縣等縣域出現正集聚。值得注意的是黃驊市、海興縣、鹽山縣在2014—2018年由高低型轉為了低低型，說明這3個縣域蔬菜產業全要素生產率出現了下降。

圖3 2007—2018年蔬菜綠色全要素生產率增長指數局部莫蘭指數空間分布

圖4 2007—2018年蔬菜非綠色全要素生產率增長指數局部莫蘭指數空間分布

2007—2010年隆堯縣、任縣、南和縣、平鄉縣是高高類型區域相鄰。2014—2016年與綠色全要素Moran's I指數局部關系圖趨勢相同，存在空間聚集現象的縣域由冀東向冀北呈現出正的集聚向負的集聚發展態勢。2017—2018年，低高型、高低型縣域數量較多，表明縣域蔬菜產業發展差異較大。

如圖5、6所示，技術利用效率增長指數Moran's I分析顯示大部分縣域局部空間關系不顯著，2007—2010年存在空間負相關縣域較多，大多集中在冀北地區。2011—2013年這些縣域中除寬城滿族自治縣轉變為高高型集聚區域外，其它都顯示空間不顯著特征。黃驊市在2007—2018年技術利用效率增長率呈現出由高高型向低低型的轉變，表明技術效率利用逐步下降。

圖5 2007—2018年綠色技術效率增長率局部莫蘭指數空間分布

圖6 2007—2018年技術效率增長率局部莫蘭指數空間分布

2007—2010年技術利用效率增長率同綠色技術效率增長率大致相同，但冀南地區的隆堯縣、任縣、南和縣技術利用效率呈現出正的集聚而周圍一些縣域呈現出低高類型，這與2007—2010年全要素增長率的局部分析結果相一致，技術效率很可能是這些縣域蔬菜全要素生產率的主導因素。

如圖7、8所示，技術進步增長指數Moran's I分析顯示2007—2010年康?？h、尚義縣和張北縣呈現出了正的空間集聚特征，與大力發展壩上冷涼蔬菜政策有關，蔬菜產業發展促進了技術進步。淶源縣、曲陽縣、唐縣則呈現出負的空間集聚特征，2011—2013年成為低高類型區，說明技術進步得到提升。2017—2018年，存在空間正相關的縣域較多，有兩個聚集區，其一是平泉縣、寬城滿族自治縣的冀東地區，另一個是武強縣、武邑縣等附近縣域。2007—2010年技術進步增長率顯示存在空間正相關的縣域大多集中在冀北地區，2014—2016年冀中地區的易縣、定興縣等縣域出現了局部空間低低類型集聚。

圖7 2007—2018年綠色技術進步增長率局部莫蘭指數空間分布

圖8 2007—2018年技術進步增長率局部莫蘭指數空間分布

如圖9、10所示，河北省縣域蔬菜綠色、非綠偏向性技術進步的Moran's I局部相關分析顯示，2007—2010年存在綠色偏向性技術進步空間負相關的縣域同樣大多出現在冀北地區，黃驊市、海興縣、鹽山縣在2011—2018年由高低類型區發展為低低類型區，表明技術進步偏向逐步減弱。2007—2010年偏向性技術進步指數存在負相關的縣域數量較多，而2017—2018存在正相關的縣域數量較多。

圖9 2007—2018年綠色投入偏向型技術進步局部莫蘭指數空間分布

圖10 2007—2018年投入偏向型技術進步局部莫蘭指數空間分布

如圖11、12所示，河北省縣域蔬菜綠色、非綠中性技術進步的Moran's I局部相關分析顯示，考慮環境因素情況下，在2007—2010年存在空間正相關的縣域大多出現在冀北地區，太行山區附近一些縣域呈現高低類型和低低類型交替出現現象。在2011—2013年黃驊市、鹽山縣、滄縣、河間市出現了空間負的集聚現象，表明這些縣域的中性技術進步低于周圍縣域，而2014—2018年又表現為低高集聚。

圖11 2007—2018年綠色中性技術進步局部莫蘭指數空間分布圖

圖12 2007—2018年非綠色中性技術進步局部莫蘭指數空間分布圖

不考慮環境因素情況下，2007—2010年張家口壩上幾個縣域出現了成片高高集聚現象，表明此區域中性技術進步增長率幅度很大，同樣可能是受到發展壩上冷涼蔬菜政策的影響。在2017—2018年存在空間負相關的區域較多，其中張家口壩下地區縣域出現低低類型集聚。

三、結論與對策建議

(一)結論

1.從時序分析結果來看，2007—2018年河北省縣域蔬菜綠色和非綠全要素生產率呈現年均增長趨勢，主要依靠技術進步驅動，技術利用效率為負值。綠色和非綠投入偏向型技術進步較為明顯，各縣中性技術進步水平較低，且呈現逐年倒退趨勢。

2.從空間特征分析結果來看，河北省縣域蔬菜綠色全要素生產率增長存在地區間不平衡現象，四分位專題圖劃分結果相對分散，并在2017—2018年高MI區開始向冀中地區聚集。

3.河北省各縣綠色和非綠全要素生產率、技術進步、技術效率、偏向性技術進步和中性技術進步增長率全局相關分析均不等于0，表明各縣增長存在空間相關性。

4.局部空間相關分析表明，河北省縣域綠色、非綠全要素生產率增長空間聚集效應均呈現出空間集聚效應， HH(高高)、LL(低低)、LH(低高)、HL(高低)等類型均有分布。

(二)對策建議

根據上述分析結果，提出提升河北省縣域蔬菜全要素生產率與綠色全要素生產率的對策建議。

1. 開展蔬菜生產技術的集中研發。針對不同蔬菜類型區，進行蔬菜育種、配套栽培措施、加工、貯藏等全產業鏈技術的研發，提升蔬菜生產的技術進步程度，為河北省蔬菜全要素生產率和綠色全要素生產率的提升提供技術進步支撐。

2.借助新型農業經營主體推動蔬菜生產技術的推廣。新型農業經營主體在推動蔬菜提質增效、進行蔬菜生產技術的快速傳播方面起到了積極的作用，借助于新型農業經營主體，對農民進行定期培訓，進一步推動現有蔬菜生產技術的熟化，帶動一般種植戶蔬菜生產效率的提升，實現規模效應，為河北省蔬菜全要素生產率和綠色全要素生產率的提升提供技術效率支撐。

3.依據縣域資源稟賦探索具有地域特色的蔬菜產業化道路。不同縣域蔬菜生產自然稟賦與社會稟賦差異較大，在蔬菜生產技術研發和技術推廣過程中，要充分考慮這種稟賦差異，分別采取偏向性技術進步和中性技術進步來促進當地蔬菜產業的特色化發展。