中國養殖海域綠色技術效率測度及其影響因素分析

紀建悅，許 瑤，李艷明

（1.中國海洋大學經濟學院；2.中國海洋大學海洋發展研究院，山東青島 266100）

20 世紀60 年代以來，水產養殖在人類抗擊饑餓過程中發揮日益重要的作用，并逐漸成為改善糧食安全問題和人類營養狀況的關鍵，而對于人多地少的中國而言，其重要性尤為突出。中國《2018 年國民經濟和社會發展統計公報》指出，2018 年年末全國大陸總人口為139 538 萬人，比上年年末增加530萬人［1］。據聯合國人口司［2］預測，伴隨“全面二孩”政策的實施，中國人口將在2029 年達到14.42億人。而公報數據顯示，中國2018 年糧食種植面積為11 704 萬hm2，比上年減少95 萬hm2；全年糧食產量為65 789 萬t，比上年減少371 萬t，減產0.6%［1］。中國耕地面積及產量已呈減少趨勢，而全民對高蛋白、高品質食物的需求增加，僅僅發展陸域種植業已遠遠不足以解決國家糧食安全問題。中國淡水資源缺乏，但擁有豐富的海域資源，中國發展海水養殖是必然選擇，“藍色糧倉”的建設也可在較大程度上緩解國家糧食安全問題。隨著國家的支持力度加大，中國水產養殖業取得了飛速發展，水產品產量逐步增加，但據《中國漁業統計年鑒》［3］數據顯示，海水產品占比由1986 年的57.7%下降至2018年51.5%，且2017 年中國海域養殖面積較2015 年下降了約10%。聯合國糧食及農業組織（FAO）發布的《2018 年世界漁業和水產養殖狀況》［4］指出，海水養殖在實現可持續發展目標中發揮著重要作用，但當前其發展面臨重大挑戰，亟需加強可持續發展。目前中國海水養殖業的發展是一種粗放式的發展，近海養殖過度、養殖海域污染加劇、傳統養殖海域面積減少等問題日益嚴峻，不符合資源節約型環境友好型發展要求。養殖海域是海水養殖業的重要資源，近些年來隨著國家大力發展海洋經濟，中國的海洋產業對海域資源的需求日益增多，不斷提升養殖海域的綠色技術效率非常關鍵。

1 文獻綜述

海水養殖業是漁業中重要的一部份。養殖海域資源相當于陸域耕地資源，有關耕地效率的研究為本研究提供了研究基礎。國內外對耕地效率的研究主要集中在耕地利用效率測度、影響因素分析、綠色利用效率及相關政策研究等方面。在研究方法上，早期一些學者如陳江龍等［5］、譚榮等［6］、胡浩等［7］基于單要素評估指標測度耕地利用效率，之后有學者針對單要素評估指標不足這一問題進行研究，如梁流濤等［8］將數據包絡分析（DEA）模型引入耕地利用效率測度，而其他一些學者如羅沖等［9］、張立新等［10］、王海力等［11］基于不同的視角，使用DEA模型測度耕地利用效率并分析了耕地利用效率變化的時空差異；除數據包絡分析方法外，有學者如葉浩等［12］、王良健等［13］引入隨機前沿生產函數法（SFA）對中國糧食主產區和281 個市的耕地利用效率進行分析。在影響因素分析上，學者如張海鑫等［14］、楊俊等［15］、鄒秀清等［16］分別應用超越對數隨機生產前沿函數、Malmquist 生產率指數、面板門檻模型分析了耕地細碎化、勞動力年齡、有效灌溉面積、技術進步、農業人口轉移等對耕地效率的影響。在耕地綠色利用效率研究上，Guo 等［17］、Zhang 等［18］研究發現幾十年來不斷增加的化肥使用使土壤酸化加劇；Skevas 等［19］研究發現過度使用農藥不僅使耕地產量低下，而且對生態環境也產生了不良影響；封永剛等［20］認為在測量土地利用效率時需考慮生態環境因素；還有部分學者如徐秋等［21］、匡兵等［22］、吳昊玥等［23］運用SBM 模型將化肥污染排放量、碳排放量、凈碳排放量、面源污染量作為非期望產出研究耕地利用效率。

海域方面的研究主要集中在海域使用評估、海域利用效率、海域生態效率等方面。如，李亞寧等［24］、柯麗娜等［25］建立了海域使用率、大陸海岸線使用率等評價方法，引入海洋生態環境質量構建海域集約利用評價指標體系，對中國海域使用水平進行了綜合評價；劉玉卿［26］測度了中國東部沿海省份的海域利用效率；王曉慧［27］從海域資源角度出發，運用SBM模型將海域污染治理費用作為非期望產出，研究了浙江省的海域生態效率。在水產養殖效率研究上，大部分學者對淡水養殖效率進行測度評價，而海水養殖技術效率研究較為匱乏。對淡水養殖效率進行測度，主要方法為DEA 模型和SFA 模型，如Niesen［28］采用數據包絡分析方法研究新的環保水凈化系統對丹麥淡水養殖效率的影響；Singh［29］、孫煒林等［30］分別運用隨機前沿分析方法研究了特里普拉邦南部地區水產養殖經濟效率、中國18 個淡水養殖省份的技術效率。海水養殖效率的測度方法主要為DEA 模型，而SFA 方法應用較少，如Ji 等［31］和Wang 等［32］都引入了非期望產出，用DEA 模型測度了我國海水養殖效率并分析了影響因素。

通過梳理文獻發現，國內外學者在陸域耕地效率研究上已初步成熟，但在海域技術效率研究方面相關文獻較少，對于水產養殖效率的研究也側重于研究淡水養殖效率或總體的養殖效率，而有針對性地考慮到非期望產出的中國養殖海域綠色技術效率研究較少；同時在研究方法上，學者多用數據包絡模型來測度技術效率，忽略了隨機因素對于產出的影響。基于此，本研究擬引入考慮非期望產出的SFA 模型構建超越對數隨機生產前沿函數，對2008—2018 年中國沿海10 個省（區、市）養殖海域的綠色技術效率進行測度，并分析造成效率損失的主要影響因素，為合理提高養殖海域技術效率提供依據。

2 研究方法與數據來源

2.1 方法與模型

測度效率的常用方法是生產前沿分析方法，根據是否已知生產函數的具體形式分為參數方法和非參數方法，前者以隨機前沿分析（SFA）為代表，后者以數據包絡分析（DEA）為代表。DEA 方法無需估計養殖海域的生產函數，但所需樣本數量較大，對于算法要求相對較高［33］，同時忽略了隨機因素對養殖海域產出的影響，將偏離歸結為技術無效率，其結果有較大偏差。而SFA 方法利用構建生產函數來構造生產前沿面，偏差分解為技術無效率和隨機誤差，其結果受樣本特殊點的影響較小，更具可靠性、穩定性［12］；同時SFA 方法不僅可以測度出養殖海域的技術效率，還可以估計外生變量對技術效率的影響。所以，本研究采用隨機前沿分析方法對養殖海域技術效率進行測度。

將非期望產出納入養殖海域綠色技術效率測度有兩種方法，一種是將非期望產出作為成本進行測度，另一種是將非期望產出作為負的要素投入進行測度。由于污染物價格難以獲取，國內大多文獻在測度綠色技術效率時選擇多投入多產出的數據包絡法。而對于單一產出、多投入的SFA 方法，本研究選取第一種方法，將海域污染所造成的水產品損失值作為成本，納入產出核算，用養殖海域生產總產值減去環境成本得到養殖海域綠色產出。

隨機前沿生產函數由Aigner 等［34］于1977 年提出，主要建立在柯布-道格拉斯(Cobb-Douglas)生產函數基礎之上。傳統的Cobb-Douglas 生產函數暗含各種生產投入要素的替代彈性為0 或1 的前提假設，故在各種生產投入要素之間替代彈性非確定情況下，本研究擬對養殖海域綠色生產函數采取形式比較靈活、可近似反映任何生產技術的超越對數生產函數。具體函數形式如下：無效率構成。

沿海省（區、市）養殖海域i的技術效率計算公式為：

2.2 數據來源與變量說明

為了保證數據的可得性和統計口徑的一致性，本研究選擇遼寧省、天津市、河北省、山東省、江蘇省、福建省、浙江省、廣東省、廣西壯族自治區和海南省等10 個沿海省（區、市）（以下簡稱“10省（區、市）”）作為研究對象，選取2008—2018年11 年相關數據。由于上海市海水養殖產量占全國海水養殖產量比重較小，且相關統計數據缺失，故上海市不在本研究范圍內。數據來自《中國漁業統計年鑒》《中國農業統計年鑒》《中國海洋統計年鑒》《中華人民共和國環境保護稅法》，以及聯合國糧食及農業組織的相關數據。

主要變量如下：

（2）影響因素指標。參考相關文獻并結合養殖海域特點，將養殖海域綠色技術效率的影響因素歸納為養殖水域（Z1）、養殖方式（Z2）、養殖種類（Z3）、推廣人員密度（Z4）、地區經濟發展水平（Z5）。根據《中國漁業統計年鑒》，養殖水域具體包括海上養殖、灘涂養殖及其他，本研究選取海上養殖面積占海水養殖總面積比值代表養殖水域指標；養殖方式具體包括池塘、普通網箱、深水網箱、筏式、吊籠、底播和工廠化養殖，本研究選取深水網箱海產品產量占海水養殖總產量的比值代表養殖方式指標；養殖種類具體包括魚類、甲殼類、貝類、藻類及其他類養殖，本研究選取魚類養殖產量占海水養殖產量比值代表養殖種類指標；推廣人員密度選取漁業推廣人員數與海水養殖面積比值進行測算；地區經濟發展水平采用沿海省（區、市）人均GDP 進行測算。

3 實證研究

3.1 養殖海域綠色技術效率及差異分析

3.1.1 養殖海域綠色技術效率測度

運用Frontier 4.1 軟件對上述隨機前沿生產函數模型式（1）和技術無效率模型式（2）進行極大似然估計，其中超越對數隨機前沿生產函數模型式（1）的參數估計結果如表1 所示。超越對數隨機前沿生產模型整體估計結果比較良好，表明混合誤差項中技術無效率所占比重為0.995，接近于1，且通過1%的顯著性水平檢驗，即10 省（區、市）養殖海域生產的實際產出與前沿面的偏差包含技術無效率，且誤差項主要由技術無效率構成，由此證明本研究所構建的隨機前沿生產函數具有適用性。

表1 10 省（市、區）養殖海域綠色技術效率超越對數隨機前沿生產函數參數估計結果

10 省（區、市）養殖海域綠色技術效率測度結果如表2 所示。結果顯示，11 年間10 省（區、市）養殖海域平均綠色技術效率值為0.708，仍有較大的改進空間。從整體來看，10 省（區、市）養殖海域綠色技術效率逐年增加，呈現上升趨勢；但最小值為2008 年廣西0.255，最大值為2017 年山東0.999，表明中國養殖海域綠色技術效率在時序和空間上存在較大差異。

表2 2008—2018 年10 省（市、區）養殖海域綠色技術效率

3.1.2 綠色技術效率時序特征分析

如圖1 所示，從時間趨勢看，整體上10 省（區、市）養殖海域綠色技術效率值居于0.600～0.850 區間，11 年間效率增速變化呈現明顯的波動性特征。將整個11 年研究時期劃分為3 個階段：2008—2010年，養殖海域綠色技術效率處于平穩階段，波動幅度較小，效率值在0.600～0.650 之間，緩慢發展；2010—2015 年養殖海域綠色技術效率處于波動上升階段，其中2011—2012 年效率增速達到最高值（9.02%），2013—2014 年效率增速下降為-0.37%，隨后緩慢提升；2015—2018 年，養殖海域綠色技術效率處于快速上升并趨于穩定階段，2016—2017 年效率增速達到次高峰（4.58%），隨后趨于平穩提高。

圖1 10 省（市、區）養殖海域綠色技術效率均值及增速

中國養殖海域綠色技術效率3 個階段的形成與國家政策密不可分。第一階段為平穩階段，處于“十一五”期間（2006—2010 年），國家頒布了《全國海洋標準化“十一五”發展規劃》《國家“十一五”海洋科學和技術發展規劃綱要》等，開始重點發展近海環境監測、養殖海域赤潮檢測及水質恢復、深海網箱養殖、海水養殖種子工程等，由于仍處于初步發展階段，故養殖海域綠色技術效率仍有較大提升空間。第二階段為波動上升階段，處于“十二五”期間（2010—2015 年），此階段為探索時期，國家頒布了《全國海洋經濟發展“十二五”規劃》，且陸續出臺了關于轉變經濟發展方式、建設節約型社會、促進農業可持續發展等政策措施，使養殖海域綠色技術效率呈現波動增長。第三階段為快速上升并趨于穩定階段，處于“十三五”期間（2016—2020 年），國家頒布了《全國海洋經濟發展“十三五”規劃》《“十三五”海洋領域科技創新專項規劃》等，重點拓展深水抗風浪網箱等離岸養殖，并支持工廠化循環水養殖，加強人工魚礁和海洋牧場建設，培育完善漁業資源保護修復、良種繁育、健康養殖，積極打造“海上糧倉”；隨著政策的進一步細化和落實，嚴格的海洋環境保護納入中國海洋經濟發展規劃中，未來幾年養殖海域綠色技術效率將會持續提升。

3.1.3 綠色技術效率空間特征分析

10 省（區、市）養殖海域綠色技術效率的增長在地區之間呈現一定的差異，將表3 呈現在圖2 中，結果顯示，10 省（區、市）在2008—2018 年內均處于年平均增長狀態。按照養殖海域綠色技術效率平均值大小將10 省（區、市）進行歸類，可以劃分為2 個層次：高效率地區（取值在（0.800，1］），由高到低依次為山東、江蘇、浙江、廣東、福建；中低效率地區（取值在（0，0.800］），由高到低依次為遼寧、天津、海南、河北、廣西。其中，海南、廣西雖然在2008 年屬于效率較低地區，但增長勢頭正猛，近11 年內一直處于波動上升階段，由于前期效率極低，近期的提升也難以令其脫離中低效率地區；廣東、遼寧、天津的效率提升幅度依次增高；江蘇、福建、山東3 省的效率總體穩中有升，且一直屬于高效率地區；浙江的效率增速為3.46%，主要原因在于浙江2008 年的綠色生產率水平已達到0.897，發展空間有限；河北的效率增速為14.44%，呈現出先下降后波動攀升的狀態，整體增幅較小。

圖2 10 省（市、區）養殖海域綠色技術效率空間分布

為進一步反映中國養殖海域綠色技術效率變化的區域差異情況，按照傳統的區域劃分方法，計算得出2008—2018 年環渤海經濟圈、黃海及東海經濟圈、南海經濟圈養殖海域綠色技術效率均值及排名，結果如表3 所示。從區域視角看，黃海及東海經濟圈養殖海域綠色技術效率位列第一，區域內3 省排名前五，并且差異較小；環渤海經濟圈位列第二，其中山東的效率排名第一，其他省（市）排名靠后，存在區域內養殖海域發展不均現象；南海經濟圈位列第三，區域內3 省（區）差異較大，除廣東外，廣西、海南的效率低下。從整體看，中國沿海省（區、市）養殖海域綠色技術效率存在發展不均等問題，呈現沿海東、中部效率高、北部和南部效率偏低的格局。究其原因，黃海及東海經濟圈經濟發展水平較高；沿海中部省份依托豐富的勞動力、資金和養殖技術，且擁有良好的水文地質養殖環境，生產率較高；北部沿海省（市）中山東的養殖海域綠色技術效率最高，原因在于山東歷來是中國海水養殖強省，伴隨“山東半島藍色經濟區”這一概念的提出，開始重視工廠化養殖，并提高深海網箱等養殖技術，提高了養殖戶積極性和養殖海域技術效率，但其他3 省（市）仍以伐式養殖和底播養殖為主，技術水平有待提高；南部沿海省（區）中廣東擁有優越的海域地理生態環境，且一直是中國改革開放的前沿，區域內海水養殖業發展迅速，但廣西和海南伴隨城市擴容、其他行業造成的水域環境污染等現象，部分海域（如淺海和灘涂地區）已不再適合進行養殖，造成養殖海域面積減少、養殖效率較低。由此可見，養殖海域綠色技術效率不僅與沿海省（區、市）經濟發展水平有關系，還與養殖海域生產條件、養殖方式、養殖規模、政府政策以及漁業生產技術等因素存在對應關系。

表3 2008—2018 年中國沿海經濟圈養殖海域綠色技術效率均值及排名

3.2 養殖海域綠色技術效率影響因素分析

為了研究導致養殖海域綠色技術效率地區差異背后的深層原因，本研究進一步研究養殖水域（Z1）、養殖方式（Z2）、養殖種類（Z3）、推廣人員密度（Z4）、地區經濟發展水平（Z5）等5 個變量對養殖海域綠色技術效率的影響，回歸結果見表4。其中，系數正號表示技術效率與變量存在負相關關系；系數負號表示技術效率與變量存在正相關關系。從估計結果可以看出，10 省（區、市）養殖海域的平均綠色技術效率為0.708，表明若消除技術效率損失，養殖戶的綠色技術效率有0.292 的提升空間。從技術無效率影響因素函數看，Z1、Z2、Z5這3 項系數顯著為負，表明養殖水域、養殖方式、地區經濟發展水平對綠色技術效率有正向影響；Z3的回歸系數為正，表明養殖種類對綠色技術效率有負向影響；Z4的回歸系數為負，但結果不顯著，表明推廣人員密度對綠色技術效率有正向影響，但影響不顯著。

表4 影響10 省（市、區）養殖海域綠色技術效率因素估計結果

養殖水域的估計系數為-3.102，在1%的水平上顯著，養殖方式、地區經濟發展水平的估計系數分別為-0.518、-3.997，兩者在5%的水平上顯著，說明養殖水域、養殖方式、地區經濟發展水平對養殖海域綠色技術效率產生正向影響。本研究中，養殖水域選取指標為海上養殖面積占海水養殖面積的比值，表明海上養殖面積所占比重越高，則養殖海域綠色技術效率值越大。養殖方式選取指標為深水網箱海產品產量占海水養殖總產量的比值，表明采用深水網箱方式養殖有利于提高綠色技術效率。所得結果與現實相一致，目前我國面臨灘涂面積逐漸減少、近海生態環境惡化等挑戰［37］，拓展遠海、深海養殖空間成為解決這些問題的關鍵。海上養殖面積增加及深水網箱數量增加，代表著海水養殖區從近岸內陸到海洋，由近海港灣向深水、深遠海逐步拓展［38］，拓寬了海水養殖面積，克服了自然條件的不利影響，提高了養殖技術水平，從而提高了養殖海域綠色技術效率。地區經濟發展水平的影響系數在各影響因素中最高，說明在今后發展中，提高沿海省（區、市）經濟發展水平仍是重點。地區經濟發展水平越高，其依托沿海省（區、市）所帶來的資金和技術越多，海水養殖更傾向于規模化、合理化、科學化，其高效統籌所屬海域、海洋資本、漁業生產勞動力等要素的投入與分配的能力較強，漁業技術推廣機構、人員、資金方面支持力度較大，相應配套水產科研院所、科研機構實力較強，對于養殖戶的培訓工作及鼓勵政策等都較其他省（區、市）更為全面，這也解釋了山東、江蘇、浙江一直屬于高效率地區的原因。

養殖種類的估計系數為1.373，在1%的水平上顯著，表明養殖種類與養殖海域綠色技術效率存在負相關關系。養殖種類選取指標為魚類養殖產量占海水養殖產量比重，說明魚類養殖所占比重越大，則養殖海域綠色技術效率越低。魚類養殖大多是投放餌料，相較于貝類、藻類養殖等，其所產生的非期望產出較多，使綠色產值降低，從而影響養殖海域綠色技術效率值，因此在不超越海域生態承載力的情況下，調整養殖種類有利于提高養殖海域技術效率［39］。推廣人員密度的估計系數為-1.741，表明推廣人員密度與養殖海域綠色技術效率存在正相關關系，但在計量統計上并不顯著。推廣人員密度增加，有利于養殖海域綠色技術效率提升，但效果不太明顯，究其原因，一方面可能是推廣人員總體數量較少，對養殖海域綠色技術效率的影響較小；另一方面推廣人員可能重視理論研究和推廣而忽略了實際生產中的經驗和實踐積累，推廣工作人員所推廣的研究成果與養殖戶實際需求不一致，從而導致推廣效果不佳，對養殖海域綠色技術效率的影響較小。目前，中國漁業推廣已取得初步成效，但仍存在漁業推廣體系不盡完善、管理體制僵化，推廣專業技術人才隊伍總量不足、人員不穩定，基層從事漁業推廣人員中專業技術素質較差等問題，導致整體海水養殖推廣效率較低。

4 研究結論與政策建議

4.1 研究結論

本研究將養殖海域生產帶來的污染損失作為非期望產出，并運用超越對數生產函數形式的隨機前沿模型，以2008—2018 年中國10 個沿海省（區、市）的面板數據為樣本，測度了養殖海域綠色技術效率，并在此基礎上著重分析了影響效率的主要因素，得到以下研究結論：

（1）目前中國養殖海域平均綠色技術效率僅為0.708，實際產出效益距離生產前沿面還差0.292，在技術效率上還存在一定潛力。從整體看，養殖海域綠色技術效率逐年增加，呈現上升趨勢，最小值為2008 年廣西的0.255，最大值為2017 年山東的0.999，效率在時序和空間上存在較大差異。

（2）從時間維度來看，中國養殖海域綠色技術效率均值居于0.600～0.850 區間，11 年間效率增速變化呈現明顯的波動性特征，2008—2010 年處于平穩階段，2010—2015 年為波動上升階段，2015—2018 年為快速上升并趨于穩定階段。

（3）從空間維度來看，中國沿海省（區、市）養殖海域平均綠色技術效率由高到低依次為山東、江蘇、浙江、廣東、福建、遼寧、天津、海南、河北、廣西，存在發展不均等問題，呈現沿海東、中部效率高，北、南部效率偏低的格局。

（4）養殖水域、養殖方式、養殖種類、地區經濟發展水平是影響養殖海域綠色技術效率的4 個關鍵因素，總體來看，養殖水域、養殖方式、地區經濟發展水平對綠色技術效率有正向影響；養殖種類對綠色技術效率有負向影響；推廣人員密度對綠色技術效率影響不顯著。

4.2 政策建議

基于以上結論，本研究得出以下具體政策建議：

第一，政府要加強對養殖海域的監管與引導。提倡“低碳、協調、綠色”的生態理念，科學用海，避免資源浪費，減少養殖造成的污染，利用科技創新降低非期望產出，開拓深遠海養殖空間，從根源上提高養殖海域綠色技術效率。

第二，完善推廣體系。重點突破研發與生產之間的對接瓶頸，增加推廣人員數量，增加系統的理論及專業的養殖技術培訓，提高整體文化水平，并結合現實使養殖專家和投資者更好地了解養殖戶的需求，推廣先進的養殖模式和綠色養殖技術，更為高效地傳播研究成果，形成當前養殖海域生產技術水平下的適度規模經營，從而改善養殖海域資源配置效率，提高綠色技術效率。

第三，提高養殖海域生產技術水平。科技是直接推動養殖技術研發、轉化和應用的動力，養殖海域生產技術水平越高，表明所擁有的養殖技術更為先進、養殖方式更為合理、養殖結構更為優化，從而降低養殖海域生產的平均成本，并克服自然條件的不利影響，提高養殖海域技術效率。

第四，改善外部經濟社會環境。促進不同沿海省（區、市）養殖海域之間的合作與交流，建立養殖經驗與養殖技術信息分享平臺，避免養殖種類同質化，減少市場競爭，改善區域間生產效率差距過大問題，實現可持續發展。