黑龍江省糧食生產效率空間差異及影響因素

楊帆 吳相利

摘 要：以2000-2018年黑龍江省13個地級市（區）為樣本，運用DEA-Windows模型評價黑龍江各地市糧食生產綜合效率，采用ArcGIS分析空間差異的時空演變，運用面板Tobit模型對影響區域糧食生產綜合效率的因素進行分析研判。結果表明：黑龍江糧食生產綜合效率呈現波動上升的趨勢，各地市之間的差異明顯但呈縮小態勢;糧食播種面積和人均GDP對糧食生產綜合效率具有顯著的促進作用，化肥折純施用量對糧食生產綜合效率具有顯著的負向影響，農業從業人員和農業機械總動力的作用效果不顯著。合理配置糧食生產資源，提高農業科技的創新能力，完善糧食貿易和糧食補貼制度，是提升糧食生產綜合效率的主要對策。

關鍵詞：糧食生產效率 空間差異 影響因素 DEA-Windows 黑龍江省

中圖分類號：F323.1? ? ? ? ?文獻標識碼：A

Spatial Differences and Influencing Factors of Grain Production Efficiency in Heilongjiang Province

YANG Fan， WU Xiangli*

（College of Geographical Science， Harbin Normal University，

Heilongjiang，Harbin 150025， China）

Abstract： Taking 13 prefecture-level cities （districts） in Heilongjiang Province in 2000-2018 as samples， DEA-windows model was used to evaluate the comprehensive efficiency of grain production in Heilongjiang Province. ArcGIS was used to analyze the spatial and temporal evolution of spatial differences， and the panel Tobit model was used to analyze the factors affecting the comprehensive efficiency of regional grain production. The results showed that： the comprehensive efficiency of grain production in Heilongjiang Province showed an fluctuating upward trend， and the difference between different cities was obvious，but? showed a narrowing trend; the grain planting area and per capita GDP had a significant promoting effect， application of pure chemical fertilizer had a significant negative impact， and the agricultural employees and farming machinery had an insignificant impact on the comprehensive efficiency of grain production. Rational allocation of grain production resources， improvement of agricultural science and technology innovation， and improvement of grain trade and grain subsidy system are the main countermeasures to improve the comprehensive efficiency of grain production.

Key words：Grain production efficiency;spatial difference;influencing factors; DEA-windows;Heilongjiang Province

民以食為天，隨著社會經濟的持續發展，糧食的供需結構呈現出不同的發展態勢。現有糧食生產方式不能保證糧食產量穩定增長，并對生態環境造成破壞。認清糧食生產現狀、理清糧食生產效率的影響因素、優化資源配置才是促進糧食生產能力可持續發展的重要舉措。研究黑龍江省13個地級市（區）的糧食生產綜合效率，分析影響黑龍江省糧食生產綜合效率的因素對穩定全國糧食儲備和維護糧食安全至關重要。

目前學界有關生產效率測算方法和影響因素方面的研究成果豐富。Farrell[1]最早提出了測量糧食生產效率方法，通過測算農業生產效率得到生產效率前沿面;黃金波[2]等運用隨機前沿生產函數估算了中國糧食生產的技術效率，發現農業基礎設施建設和制度因素是影響技術效率的關鍵;肖紅波[3]等利用 DEA 模型測算了中國糧食生產的技術效率，認為技術創新在影響因素中呈減退趨勢，提出應加強科技創新，倡導規模化生產;曾福生、高鳴[4]通過非徑向SBM模型測算了中國的糧食生產效率，得出糧食播種面積、化肥施用量和有效灌溉面積對糧食生產效率具有顯著影響;唐建[5]采用隨機前沿生產函數估算中國31個省糧食生產的技術效率，得出家庭經濟水平和勞動力受教育水平與技術效率呈現顯著正向相關的結論;楊勇[6]等人以華北平原縣域為研究單元，建立隨機前沿生產函數估算糧食的生產效率，表明提高耕地的復種指數可以顯著提升糧食的生產效率;曹慧、趙凱[7]通過超越對數生產函數模型分析全國13個主產區糧食生產的技術效率和時空演變，發現糧食的產出與勞動力、機械動力、農藥等都有顯著的相關關系;田紅宇、祝志勇[8]基于DEA-Tobit兩步法研究中國省域糧食生產效率，發現支農政策、化肥、農業機械等影響因素存在地區差異;何悅、漆雁斌[9]研究城鎮化如何影響糧食生產的技術效率，發現人口城鎮化的影響呈“倒U型”。

本文在已有研究的基礎上，基于2000-2018年黑龍江省糧食生產的面板數據，通過DEA-Windows模型測算不同地區糧食生產的綜合效率，分析糧食生產綜合效率的時空演變，提出提升糧食生產綜合效率的有效途徑，為黑龍江省糧食生產效率的研究提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

黑龍江省位于121°11′E-135°05′E、43°25′N-53°33N′，屬于寒溫帶大陸性季風氣候，四季分明，夏季雨熱同期，冬季漫長寒冷。全省年平均氣溫多在-4℃～5℃之間，年降水量400～650 mm。自然資源豐富，土壤有機質含量高，是世界著名的三大黑土帶之一，包括三江平原、松嫩平原，是中國耕地面積最大的省份。作為重要的商品糧基地，盛產大豆、水稻、玉米、小麥、馬鈴薯等糧食作物。糧食的播種面積達到農作物面積的95 %左右，2018年全省糧食的播種面積為21321.8萬畝，糧食產量達到7507萬噸，位居全國首位。

1.2 測算指標與模型

1.2.1 測算指標

本文基于糧食產出視角對黑龍江糧食生產的綜合效率進行研究。根據指標選取的可獲取性和代表性等原則，構建糧食生產綜合效率的評價體系如表1。選取農業從業人員、糧食播種面積、化肥折純施用量、農用機械總動力，分別表征糧食生產過程中勞動力、土地、資本方面的投入方面;產出方面則選取地區糧食作物產量和糧食作物產值來表征。由于統計年鑒未對糧食生產中的各項指標做專項統計，需從農林牧副漁業中剝離出來。參考已有研究，將農業從業人員和糧食作物產值采用權重A進行轉化，化肥折純施用量和農業機械總動力使用權重B進行調整。

權重A=（農業總產值/農林牧漁業總產值）×（糧食播種面積/農作物總播種面積） 。

權重B=糧食播種面積/農作物總播種面積。

1.2.2 DEA-Window模型

傳統DEA方法主要基于靜態數據，無法分析黑龍江省各地級市在不同時間序列的效率變動，處理面板數據的時候存在問題。參考Charnes 等人的DEA-Windows 分析方式[10]，將黑龍江省各地級市的不同時段看作不同的研究單元，從而實現了各單元效率值的動態比較。假設黑龍江省T時間序列內存在N個研究單元（DMU），視窗寬度為D，則第i個視窗包含i到d+i-1時間段內的N × D個DMU，其中1≤i≤T-D+1。模型設定DMUnt（1≤n≤N，1≤t≤T），視窗P（1≤p≤T-D+1）的投入產出矩陣為：

（1）

（2）

在規模報酬不變的情況下，根據公式（3）計算得出效率值。

（3）

1.2.3 面板Tobit模型

由于運用 DEA-Windows 模型測算的效率值介于 0～1 ，存在明顯的截斷數據特征，用普通最小二乘法進行回歸的參數估計可能會造成偏差，因此本文通過 Tobit 模型，研究影響黑龍江省糧食生產綜合效率的因素。

模型具體形式如下：

（4）

其中，n代表黑龍江各地級市，t代表年份，Y表示糧食生產效率值，X是影響黑龍江糧食生產效率的各解釋變量，μn為表示個體異質性的截距項，εnt是隨機擾動項。

1.3 數據來源

糧食生產的綜合效率是勞動力、耕地資源、原料和技術投入與所產生的經濟效益之間配置情況的表現，反映糧食生產中各要素整體利用程度。本研究以2000-2018年黑龍江省13個地級市（包括大興安嶺地區）為研究對象，由于統計口徑不一致未將農墾總局包含在內，個別年份缺失數據用插值法補齊，研究所需數據均來源于《黑龍江省統計年鑒》（2000-2018年）。

2 結果與分析

2.1 黑龍江省糧食生產效率測算與空間差異分析

2.1.1 測算結果

基于2000-2018年黑龍江省13個地級市的面板數據，以產出為導向構建規模報酬不變的DEA-Windows 模型，設置窗寬為10[11]，計算得出黑龍江省的糧食生產綜合效率如表2。

從長時間序列上的變化來看，黑龍江省糧食生產效率分為2個階段，第1階段是2000-2012年黑龍江省糧食生產效率總體上呈現波動上升的趨勢。在這期間，國家實行糧食生產補貼政策，充分調動了糧食從業者種糧積極性，促進黑龍江省糧食生產效率的提高。受SARS疫情的影響，2003年糧食生產效率大幅度下降。第2個階段2014年至今，糧食生產效率逐漸穩定并趨于平均水平0.83，值得注意的是，為了進一步調整糧食種植結構，2016年國家取消了東北三省的玉米臨時收儲政策，導致2017年黑龍江省大部分地區糧食生產效率出現一個小幅度的銳減。

2000-2018年黑龍江省糧食生產綜合效率的平均水平為0.756，沒有達到DEA有效，表明黑龍江省的糧食綜合生產效率還有繼續提升的空間。從各年份的效率發展趨勢分析，2004年鶴崗;2006年佳木斯;2008年七臺河;2010年大慶、伊春、綏化、大興安嶺;2011年大興安嶺;2012年哈爾濱、雞西、大慶、伊春、佳木斯、綏化、大興安嶺;2014、2015、2016年的大興安嶺以及2018年雞西、雙鴨山、伊春分別在各年份期間的綜合效率值為1，表明糧食生產的投入和產出達到平衡，綜合效率達到最佳，糧食生產要素配置合理。

2.1.2 空間差異分析

為了更加有效直觀表現黑龍江省各地級市糧食生產綜合效率的空間演變，本文將綜合效率分為5組：0.95以上為高效率組、0.85～0.95為中高效率組、0.75～0.85為中效率組、0.65～0.75為中低效率組、0.65以下為低效率組，分別研究2003、2008、2013和2018年黑龍江省糧食生產綜合效率的空間分布態勢（如表3所示）。總體而言，4個年份黑龍江省糧食生產效率的平均值分別為0.524、0.832、0.810、0.842，說明糧食生產效率穩步提高，空間差距逐步減小，仍具提升空間。

可以發現，2003年中等和中低效率地市占比為30.77%，主要分布在黑龍江省中部和東部，由于疫情和自然災害的原因，糧食生產綜合效率普遍偏低，地區之間的效率差異明顯;2008年各種投入要素的不斷增加，低效率地區急劇縮小，中等和中高效率地區占比持續擴大至46.15%，糧食生產效率逐步提升，主要分布在黑龍江省的中部以及東南部地區;2013年中等效率組地區減少，中高效率組范圍擴大，中效率和中高效率地市占比為53.85 %，各地區之間的差距逐漸減小，糧食生產要素逐漸合理化利用，糧食生產綜合效率普遍提高;2018年中效率以上地市占比為69.23 %，且3個地市都達到效率有效，主要分布在黑龍江省的東北部地區，這個時期糧食生產資料的配置合理，生產成本和產出達到平衡。其中哈爾濱市作為黑龍江省的省會城市，資本和人力都具有相對優勢，糧食生產綜合效率一直處于中等及以上水平。

2.2 影響因素分析

2.2.1 變量選擇

本文以黑龍江省糧食生產綜合效率為被解釋變量，選取黑龍江省各地市的農業從業人口、糧食播種面積、化肥施用折純量、農業機械總動力、人均GDP為解釋變量。變量的描述性統計如表4所示。

農業從業人口對糧食生產綜合效率的預期作用為正。農民從事糧食生產，使用農業機械為糧食生產提供保證;糧食播種面積對糧食生產綜合效率的預期作用為正。糧食播種面積的規模效益和單產效益都是提升糧食生產綜合效率的重要途徑之一;化肥施用折純量的增長趨勢對綜合效率的影響方向有待進一步研究。適量的化肥施用可以提高土地肥力，促進糧食綜合效率的提高，當出現邊際效應遞減的情況時，過量的施用不僅不會提高綜合效率，反而會阻礙生產;農業機械總動力體現農業等各種機械的綜合動力，有助于衡量中國農業發展水平。但發展方向對糧食生產綜合效率的作用結果有待進一步檢驗。提升機械化水平有利于促進糧食生產綜合效率的提高，但由于地形的復雜性和農業機械與當地適宜性問題仍會導致糧食生產資料未能充分利用，因而無法發揮農業機械資源潛力;人均GDP作為衡量地區經濟發展水平的重要指標之一，其對糧食生產效率具有雙重影響，一方面，農業生產投入的強度需要匹配與之相應的經濟發展實力，經濟發展實力好的地區往往會凸顯出部門資源的投入強度。換言之，在提升經濟發展水平的條件下，相關部門才能對農業傾注更多的科技、資源投入以及政策支持，提高糧食生產效率。另一方面，經濟發展實力強的地區大多以二三產業為主，從而對農業生產存在一定的擠出效應，因此會抑制糧食生產效率水平的提高。所以其發展趨勢對糧食生產綜合效率的影響有待進一步研究。

2.2.2 回歸結果分析

采用Stata15. 0 運行面板Tobit模型，分析糧食生產綜合效率的影響因素及其顯著性。根據結果（表5）可以看出，LR 統計值為 146.68，可以拒絕原假設，表明模型存在顯著的個體效應，采用隨機效應的面板Tobit模型進行回歸的設定合理，Loglikelihood值為197.320，通過1 %顯著性水平檢驗，說明模型整體顯著。從回歸結果可知，農業從業人員的估計系數為-0.010，對糧食生產效率有負向影響且效果不顯著，與預期結果不一致。已有研究表明我國存在單個勞動生產率不高，農業從業人員過剩的問題[4]。黑龍江省的農業從業人員可能已經開始從事其他行業，對糧食增產的貢獻逐漸減少甚至出現抑制糧食生產效率提高的情況;農業機械總動力的估計系數為-0.050，與糧食生產綜合效率呈不顯著負相關，這個結果符合黑龍江省的現實情況，受地形、生產條件和科技水平的限制，機械化程度對黑龍江省糧食生產綜合效率的提升并不顯著，經過多年的糧食生產，許多農戶家里出現了大量的農機用具閑置、廢棄的情況。構建農機信息網絡，提高農業機械的利用程度[12]。

糧食播種面積的估計系數為0.262，對綜合效率起到顯著的正向作用。基于本文的研究結果，可以通過合理擴大種植面積提升黑龍江省糧食生產綜合效率;人均GDP的估計系數為0.183，與糧食生產效率呈顯著正相關，表明地區經濟發展向農業部門傾斜的趨勢，可以通過對農業傾注更多的資金、人力和科技投入，保障糧食生產的穩定提高。

化肥折純施用量估計系數為-0.150，對生產的綜合效率已經出現顯著的負向影響。發現化肥的投入對糧食生產的彈性系數呈倒U型增長模式[13]，說明黑龍江省的化肥施用已經出現邊際報酬遞減的情況，化肥的增加已經開始抑制綜合效率的增長，應該合理控制化肥的投入量。

3 結論與對策建議

3.1 結論

黑龍江省糧食生產效率總體上分為2個階段，存在較大的提升空間。第1階段受政策影響，糧食生產綜合效率增長較快。第2階段糧食生產綜合效率逐漸趨于穩定，各地級市之間差異逐漸縮小。糧食生產綜合效率的平均水平逐年提高，表明各地區糧食生產的各項資源配置趨于合理。

農業從業人員和農業機械總動力對糧食生產的綜合效率有負向作用，但二者的作用效果均不顯著。說明黑龍江省已經存在農業勞動力過剩的情況，許多農業從業人員已經轉向其他行業，出現了大量的農機用具閑置、廢棄的情況，對本地的糧食生產貢獻不足。

糧食播種面積和人均GDP與黑龍江省的糧食生產效率有著顯著的正向相關。播種面積通過保證單產和規模效益，繼續推動黑龍江省糧食綜合效率的提高。人均GDP作為地區經濟發展水平的衡量指標，也說明地區經濟發展有向農業部門傾斜的趨勢。

化肥折純施用量對糧食生產綜合效率已經出現抑制作用。黑龍江省的化肥投入出現邊際報酬遞減的現象，過量的投入化肥，會造成生產成本的浪費，破壞生態環境和土壤結構，導致土地板結，農作物產量下降，阻礙糧食生產綜合效率的提升。

3.2 對策建議

針對現在黑龍江省普遍存在的勞動力過剩和農業機械利用度不高的問題，可以實施城鄉統籌管理，促進剩余勞動力向非農部門轉移，注重勞動者保障和福利。鼓勵正規合作組織開展農業技術創新活動，積極為農民提供專業服務，統籌鄉鎮個體，建立專業科技示范園區，合理組織安排糧食生產，通過聯合經營等方式提高農業機械化率。

黑龍江省地廣人稀，擁有豐富的土地資源，農業生產始終是促進黑龍江省產業發展主導力量。針對部分地區耕地集約化程度不高、區域投資政策不合理的情況。建議完善和落實耕地保護制度，穩定現有糧食播種面積，強化耕地紅線，防止非農化現象，合理擴充耕地。制定合理的區域發展政策，完善糧食貿易和補貼制度，穩步提升黑龍江省糧食生產的綜合效率。

黑龍江省作為重要的商品糧基地，化肥施用量一直處于較高的水平，甚至已經出現邊際效益遞減的情況。黑龍江省未來的發展方向可以通過合理配置糧食生產資源，評估地區土壤環境，推廣測土配方肥，緩解過度的化肥施用。發展農田水利工程，完善農業生產的基礎配套設施，提升化肥施用效果和資源利用程度。

參考文獻

[1]? ? ?Farrell M . The Measurement of Production Efficiency[J]. Journal of the Royal Statal Society， 1957， 120（3）： 253-281.

[2]? ? ?黃金波，周先波.中國糧食生產的技術效率與全要素生產率增長：1978-2008[J]. 南方經

濟，2010（9）：40-52.

[3]? ? ?肖紅波，王濟民.新世紀以來我國糧食綜合技術效率和全要素生產率分析[J].農業技術經濟，2012（1）：36-46.

[4]? ? ?曾福生，高鳴.我國糧食生產效率核算及其影響因素分析——基于SBM-Tobit模型二步法的實證研究[J]. 農業技術經濟，2012（7）：63-

70.

[5]? ? ? 唐建，Jose Vila.糧食生產技術效率及影響因素研究——來自1990-2013年中國31個省份面板數據[J]. 農業技術經濟，2016（9）：72-

83.

[6]? ? ?楊勇，鄧祥征，李志慧，等.2000-2015年華北平原土地利用變化對糧食生產效率的影響[J].地理研究，2017，36（11）：2171-2183.

[7]? ? ?曹慧，趙凱.糧食主產區糧食生產技術效率時空特征分析[J]. 華東經濟管理，2017，31（12）：82-90.

[8]? ? ? 田紅宇，祝志勇.中國糧食生產效率及影響因素分析——基于DEA-Tobit兩步法研究[J].中國農業資源與區劃，2018，39（12）：161- 168.

[9]? ? ? 何悅，漆雁斌.城鎮化發展對糧食生產技術效率的影響研究——基于我國13個糧食主產區的面板數據[J]. 中國農業資源與區劃，2019， 40（3）：101-110.

[10]? ? Nguyen T P T ， Roca E ， Sharma P . How efficient is the banking system of Asia's next economic dragon Evidence from rolling DEA windows[J]. Applied Economics， 2014， 46（22-24）： 2665-2684.

[11]? ?姜寶，周曉敏，李劍.我國海洋科技投入產出效率的區域差異研究——基于超效率DEA視窗-Malmquist指數[J]. 科技管理研究，

2015，35（10）：49-53.

[12]? ?姜宇博，李爽.糧食主產區農機合作社生產效率與適度規模經營研究——以黑龍江省玉米生產為例[J].農業現代化研究，2016，37（5）：902-909.

[13]? ?麻坤，刁鋼.化肥對中國糧食產量變化貢獻率的研究[J]. 植物營養與肥料學報，2018，24（4）：1113-1120.