農機投入、財政支農對糧食產出的影響研究*
——基于2007—2019年廣東、廣西市級面板數據的實證分析

蔣團標，羅琳

(1. 廣西師范大學經濟管理學院，廣西桂林，541004；2. 廣西師范大學西南城市與區域發展研究中心，廣西桂林，541004)

0 引言

糧食安全與國計民生及社會政治穩定息息相關，是經濟發展的重要基石[1]。十九屆五中全會指出為保障國家糧食安全，需加快農業現代化進程，提高農業效益與競爭力，目標是到2035年基本實現農業現代化。盡管全國糧食供求總體實現緊平衡，然而隨著國內耕地資源日漸短缺，糧食供需領域的深層次矛盾凸顯，中國未來糧食安全仍然存在著不可忽視的隱患[2]。近年來，中國由于快速城市化，勞動力短缺導致的實際工資快速上升，農業勞動力短缺問題日益嚴重，機器對勞動力的替代在維持中國農業生產中起著核心作用[3]。農機投入為農村地區提供了農業生產的潛力，保障國家糧食安全[4]，并且提高了農業的盈利能力，抑制了農村人口外流的負面影響[5]。糧食產量是衡量國家糧食安全的重要指標，在土地面積約束的情況下，提高糧食生產水平是實現糧食總產量增長的必然選擇[6]。

目前，已有研究較多地關注糧食主產區農機投入或財政支農對糧食產出的影響，但將農機投入、財政支農和糧食產出納入統一分析框架的研究并不多，并且較少關注經濟結構差異顯著的非糧食主產區的糧食生產問題。廣東屬于糧食主銷區，廣西屬于糧食產銷平衡區，雖然兩地經濟結構差距較大，但地理環境、自然氣候與人文背景都較為接近。因此，本文選取這兩個地區進行研究，優先研究供需相對緊張區域的糧食產出產狀況，對我國糧食安全現狀的評估更具有現實意義，有助于為不同發展階段地區的農業現代化進程與鄉村振興提供參考。

綜上，本文擬在厘清農機投入、財政支農及糧食產出之間的作用機理基礎上，分析農機投入對糧食產出的影響是否存在空間溢出效應，考察不同農機投入水平下，財政支農支出對糧食產出是否存在非線性影響。選取廣東與廣西2007—2019年33個市的面板數據，運用空間杜賓模型和面板門檻模型檢驗農機投入、財政支農與糧食產出之間的關系，為不同經濟發展水平地區的農機有效推廣、財政支農支出效用提高及糧食穩定生產提供經驗借鑒。

1 理論分析與研究假設

1.1 農機投入對糧食產出的空間溢出效應

誘致性技術進步理論表明，勞動力缺少與勞動成本上升將促使農業勞動節約型技術出現[7]。根據邊際技術替代率原理，在維持原產出水平條件下，增加農業生產中機械投入可以減少勞動投入[8-9]。根據要素流動理論，農機作為一種技術要素，其作用可以擴展到空間維度。一個地區的農機發展，不僅能夠促進本地區的糧食增產，也可能形成空間溢出效應，推動其他地區糧食增產。農機技術的投入有兩種方式：自購農機與農機服務外包。前者在土地經營規模較小的情況下農機成本較大；后者對于小規模農戶而言，在市場購買農機服務能獲得外部社會化服務帶來的規模經濟性，降低了生產成本[10]。從技術幫扶視角來看，農機服務外包模式適用于資金有限或對機械化運作不熟悉的農戶。技術擴散和農機服務外包等形式實現了農業的專業化分工，促進了生產要素的空間流動，為機械化的溢出效應提供了重要支撐[11-12]。從經驗學習視角來看，部分機械化水平較弱的區域，其部門人員或專業人士等會前往機械化水平較高的區域考察學習，學習先進技術改進當地較落后的生產方式，最終運用到當地的糧食生產[13]。與農業服務外包方式的溢出效應不同，經驗學習更側重于當地農機水平發展帶動其他地區農機水平發展，進而影響其他區域的糧食生產。廣東與廣西在地理環境、氣候及土壤等自然因素較為相似，為糧食生產的技術溢出提供了良好的環境基礎。同時考慮到農業技術的傳播與推廣高度依賴“仿鄰效應”，即學習和模仿鄰近農戶的生產決策行為，進而產生糧食生產技術推廣的空間溢出效應[14]。

1.2 財政支農對糧食產出的門檻效應

財政支農資金根據功能不同可分為三種：一是補貼性資金，目的是彌補農民的損失并保護農民從事農業生產的積極性；二是開發性資金，用作改良作物品種、改善農業生產環境以及采用先進的生產方式來保證農業生產，主要投入科技研究與基礎設施建設；三是行政性資金，用于農業事業單位的運轉并通過其提供的各項服務來保證農業產出[15]。其中，補貼性支出是直接促進糧食增產的重要途徑，而糧食增產的間接途徑則通過開發性支出與行政性支出實現。在傳統農業向現代農業轉型過程中，財政支農資金用于現代農業發展的缺口長期存在，對服務型產業及新型業態領域缺乏專項扶持資金，農業事務支出如農業事業單位支出、行政費用、農業和農村宣傳等一系列資金并未直接投入到農業生產上[16]，并且隨著涉農部門機構擴大，用于農業單位人員和機構的日常運轉費用嚴重擠占了用于農機投入的財政資金，這在一定程度上削弱了財政支農在農機投入這一方面的政策效力，不利于農業現代化進程[17]。此外，當前的農業補貼中，糧食直補的覆蓋面和補貼力度最高，但這種補貼直接針對土地承包者，土地承包者可以不用任何投入就能夠從土地獲益，因此直接導致補貼在某種意義上成為一種“租”，補貼的提高必然提高土地的承包費，這對糧食生產并沒有起到促進的作用[18]。財政支農促進糧食增產是一個漸進過程，在農機投入水平較低時，糧食生產效率低，因此財政支農資金會更多地流向提升農機水平以外的其他領域，此時財政支農資金會通過發放補貼性資金促進農民生產糧食積極性；在農機投入水平逐漸形成規模效應時，糧食生產效率、效益得到有效提高，投向糧食生產的開發性財政資金效益逐漸提高，在此過程中投入農機的財政資金會擠占其他其它領域的投入，這將顯著地提高糧食產量；當農機投入達到規模效應并呈現飽和狀態時，繼續增加用于農機發展的財政投入會使得財政支農資金被過分擠占，導致財政支農支出對糧食生產的促進作用逐漸減弱。因此，在不同水平的農機投入，財政支農資金對糧食生產的影響為非線性的。基于以上分析，提出以下假說：

假設1：農機投入有利于糧食增產并能間接促進其他地區的糧食增產(空間溢出效應)；

假設2：隨著農機投入水平的提高，財政支農支出促進糧食增產的作用呈“倒U型”(門檻效應)。

2 模型設定及數據來源

2.1 基準模型設定

為考察廣東與廣西33個城市農機投入、財政支農對糧食生產的影響，首先建立不考慮空間因素的模型，如式(1)所示。

lngrainit=β0+β1lnpowerit+β2lnfait+

βkcontrolsit+μi+vt+εit

(1)

式中： lngrain——糧食產出；

lnpower——農機投入水平；

lnfa——財政支農；

controls——一系列控制變量；

β——各變量的待估參數；

i——城市，i=1，2，…，33；

t——年份；

μi——個體固定效應；

vt——時間固定效應；

εit——隨機擾動項。

2.2 空間相關性分析

為驗證假設1，首先對農機投入水平進行空間自相關檢驗，考察各個城市之間農機投入水平的空間相關性，參考高鳴等[19]的經驗構建農機投入的空間Moran’s I指數，如式(2)所示。

(2)

式中：I——農機投入水平的空間Moran’sI指數；

Yi——第i個城市農機投入水平；

S2——農機投入水平的方差；

wij——空間權重矩陣。

2.3 空間效應分析

本文選用空間杜賓模型分析農機投入對糧食產出的影響是否存在空間溢出效應，模型如式(3)所示。

lngrainit=c+ρwijlngrainit+β1lnpowerit+

βkcontrolsit+θ1wijlnpowerit+

θkwijcontrolsit+μi+vt+εit

(3)

式中：ρ——空間自回歸系數；

θ——各變量的待估參數。

2.4 門檻效應分析

為驗證不同的農機投入水平下，財政支農資金對糧食生產可能存在的非線性的影響，參考李明文等[20]的經驗，以農機投入水平作為門檻變量建立財政支農與糧食產出的雙門檻模型，模型設定如式(4)所示。

lngrainit=β1lnpowerit+β2lnfait·I(lnpowerit≤

γ1)+β3lnfait·I(γ1

β4lnfait·I(lnpowerit>γ2)+

β5Controlit+μi+εit

(4)

式中：I(·)——指示性函數，相應條件成立時取1，否則取0；

γ——待檢驗門檻值。

2.5 變量含義說明

本文研究廣東與廣西農機投入、財政支農與糧食產出之間的關系，選取糧食產出(lngrain)作為本文的被解釋變量，選取農機投入水平(lnpower)與財政支農(lnfa)為核心解釋變量。其中，糧食產出以廣東與廣西各城市每年糧食總產量的自然對數表示；農機投入水平選取各城市的農業機械總動力的自然對數表示；財政支農支出采用各城市經過GDP平減指數平減的農林水事務財政支出值的自然對數表示。另外，參考李偉[21]的經驗選取以下控制變量：①lnben為糧食生產比較效益，用糧食播種面積占農作物總播種面積比值的自然對數表示；②lnave為糧食平均產量，采用糧食單位播種面積產量的自然對數表示；③lnferti為化肥投入強度，用糧食單位播種面積化肥使用量的自然對數表示；④lnelect為農業用電投入強度，采用糧食單位播種面積用電量的自然對數表示。

2.6 數據來源

根據數據的可得性和統一性，選取2007—2019年廣東與廣西33個市的數據進行分析，原始數據來源于《廣東統計年鑒》《廣西統計年鑒》《廣東農村統計年鑒》《中國區域經濟統計年鑒》和《中國城市統計年鑒》。由于廣東的深圳市與中山市數據缺失嚴重，本文將剔除這兩個城市的數據樣本，其他少部分的缺失數據將使用均值法或回歸法來進行技術處理。

3 實證結果與分析

3.1 廣東與廣西農機投入的空間相關性

表1列出了2007—2019年兩廣地區農機投入的全局Moran’s I指數的計算結果。由表1可知，農機投入的Moran’s I指數均為正值，均在1%顯著性水平下通過了空間自相關的檢驗，并且呈現波動遞增趨勢，即農機投入程度高的地區彼此聚集。

表1 2007—2019年廣東與廣西農機投入水平的Moran’s I指數Tab. 1 Moran’s I index of agricultural machinery input level in Guangdong and Guangxi from 2007 to 2019

為了觀測空間相關關系的變化趨勢，圖1給出了四個時段(2007年、2010年、2015年與2019年)各市的局域Moran’s I分布情況來具體反映廣東與廣西兩個地區農機投入水平在2007—2019年之間的空間分布動態變化。通過將四個時期的局域分布狀況對比可發現：(1)H-H熱點區域始終分布在廣西地區。廣西除了梧州、賀州與防城港分布在L-H集聚地區以外，其他11個城市始終處于H-H熱點地區，呈現集聚特征。這些城市一方面擁有著豐富的農業資源，另一方面總體經濟發展水平較低，從事農業生產活動的勞動力較多。(2)L-L集聚地區在廣東地區則表現出向西北移動特征。L-L冷點區域最先分布在廣東的東部沿海城市，后逐漸向西北方向擴散到河源、清遠、惠州、東莞、珠海與梅州。直至2019年，廣州與佛山也處于L-L集聚地區。L-L集聚地區主要為經濟發展水平較好的城市，基本覆蓋了廣東粵港澳大灣區與以汕頭經濟特區為代表的東南沿海城市。(3)H-L集聚類型在2007年主要分布在廣東的粵中與粵北地區。在2015年以前，廣州一直都是H-L集聚類型城市，但到2015年之后，廣東的H-L集聚類型城市僅剩韶關、江門與肇慶。(4)L-H集聚類型主要分布在粵東和粵西地區。2007—2019年，汕尾、陽江與云浮一直處于L-H集聚分布地區，表明這三個城市的農機投入水平要低于周邊的城市，珠海、清遠在2015年由2010年的L-H集聚變為L-L集聚。(5)廣東、廣西農機投入水平呈現東低西高分布特征。廣西絕大部分城市與廣東的湛江、茂名是主要的H-H集聚地區，而廣東的絕大部分城市則是主要的L-L集聚地區，廣東中部地區也逐漸呈現L-L集聚區域西移趨勢，表明中間部分城市農機投入水平也在逐漸下降。

(a) 2007年 (b) 2010年

3.2 農機投入對糧食產出的影響及空間溢出效應

為了檢驗農機投入對糧食產出的影響，表2給出了采用廣義最小二乘法(GLS)進行估計的基準模型與空間杜賓模型的估計結果。Hausman檢驗結果表明應采用固定效應模型，對基準面板模型是否具有個體效應和時間效應的F檢驗結果表明具有個體和時間雙向固定效應。從基準模型來看，農機投入對糧食生產的影響在3個模型中的估計系數均顯著為正。其次，財政支農、糧食生產的比較效益以及糧食的平均產量的提升都能有效提高糧食產出。另外，在普通面板模型的3個模型中，化肥的投入強度與農業用電投入強度對糧食產出有顯著的抑制效應，這表明農業化肥和用電的投入力度已經達到飽和，過多的投入會抑制糧食的產出。從空間杜賓模型結果來看，空間滯后系數ρ在1%水平下顯著為正，說明本地區農機投入對周邊地區的糧食生產具有正向促進作用，即農機投入具有顯著空間溢出特征。

表2 模型估計結果Tab. 2 Model estimation results

進一步對表3中的空間杜賓模型進行效應分解，結果表明：廣東與廣西的農機投入對糧食產出具有顯著的正向直接效應和空間溢出效應，即農機投入水平的提升不僅能夠顯著促進本地區的糧食生產，而且能夠通過空間溢出效應顯著促進周邊地區的糧食生產。在外部經濟影響下，本地農機投入所帶來的經濟效益對周邊城市起到良好的示范和帶動作用，并通過知識、技術等的溢出促進周邊城市農機的推廣；與此同時，地區間的激烈競爭也促使相鄰地區積極提高農業機械化水平。因此，本文提出的假設1得到驗證。

表3 空間杜賓模型的效應分解Tab. 3 Effect decomposition of spatial Durbin model

從其他變量來看，財政支農支出對本地區的影響為負但并不顯著，但對相鄰區域的影響卻顯著為正，這可能因為財政資金投入的效果存在時滯性，對本區域即期的糧食生產沒有促進作用，但財政支農資金投向方向能產生示范效應使得相鄰區域模仿實施，對鄰近區域糧食生產產生促進作用。糧食生產比較效益顯著促進本區域與相鄰區域的糧食產出，表明資源稟賦優勢是決定糧食生產規模的重要因素，本區域糧食相對于其他農作物的經濟效益值越大，不僅會擴大本區域糧食的生產規模，對其他區域的糧食生產也會有促進作用。糧食平均產量對本區域有顯著的促進作用，糧食的平均產量可以綜合反映一個地區的自然條件是否適合糧食生產，并且在一定程度上反映糧食生產的技術水平，本區域糧食的平均產量越高，糧食生產規模越大。但糧食的平均產量對相鄰地區的糧食生產卻產生顯著的抑制作用。化肥投入強度與農業用電投入強度對本地區糧食產出都有顯著抑制作用，但對相鄰地區的作用不顯著。

3.3 財政支農支出對糧食產出的門檻效應

為了進一步驗證不同的農機投入水平是否會影響財政支農對糧食產出的作用，基于前文的理論機制和門檻模型設定，對門檻模型分別進行單一門檻、雙重門檻及三重門檻的檢驗，檢驗結果如表4所示。農機投入作為門檻變量時，有雙重門檻通過了檢驗，表明不同的農機投入水平，財政支農資金對糧食生產的影響為非線性的。

表4 門檻效應檢驗結果Tab. 4 Test results of threshold effect

表5給出了以農機投入水平為門檻變量的回歸結果。

表5 以農機投入水平為門檻變量的回歸結果Tab. 5 Regression results with input level of agricultural machinery as threshold variable

研究表明，農機投入的兩個門檻值5.824與5.858將財政支農對糧食產出的作用劃分為三個層次。隨著農機投入水平的提高，財政支農支出促進糧食增產的作用呈“倒U型”，從而驗證了假設2。當農機投入水平低于5.824時，財政支農對糧食生產的彈性系數是0.064，與普通面板回歸的系數一致。2019年處于該區間的除了廣東的湛江市和廣西的南寧市、桂林市、貴港市和玉林市以外，其他城市都處于該區間范圍內。當農機投入水平介于5.824與5.858之間時，財政支農對糧食產出的彈性系數為0.270，財政支農促進糧食生產的作用最大。2019年處于該區間只有廣西的玉林市。當農機投入水平大于5.858時，政支農對糧食生產的彈性系數是0.115，促進作用有所下降。2019年處于該區間包括廣東的湛江市與廣西的南寧市、桂林市以及貴港市。該結果表明，農機投入水平并不是越高，財政支農促進糧食生產作用越大，而是需要將其控制在一定范圍內，說明農機投入水平提高確實能使得財政支農支出促進糧食生產，但農機過分投入會擠占財政支農支出投向其他領域的資金，不利于糧食穩定生產。

4 結論與對策建議

4.1 結論

本文在厘清農機投入、財政支農及糧食產出之間的作用機理基礎上，分析了廣東和廣西的農機投入是否存在空間溢出效應，考察了不同的農機投入水平，財政支農支出對糧食生產的非線性影響，得出的主要結論有：(1)農機投入存在顯著的正向空間集聚效應，H-H熱點區域始終分布在廣西地區；L-L冷點區域在廣東地區則表現出向西北移動特征；廣東、廣西農機投入水平均呈現東低西高分布特征。(2)空間杜賓模型的估計結果顯示，本地農機投入所帶來的經濟效益對周邊地區可以起到良好的示范和帶動作用，并通過對周邊地區進行知識、技術等的溢出促進周邊地區農機的推廣。另外，地區間的激烈競爭也促使相鄰地區積極提高農業機械化水平。(3)財政支農支出對糧食產出的影響是非線性的，隨著農機投入水平的提高，財政支農支出促進糧食增產的作用呈現“倒U型”。

4.2 對策建議

基于上述研究結論，本文提出以下政策建議。

第一，優化農機裝備產業結構布局。廣東與廣西要以2021年中央一號文件為指導思想，實現農業農村現代化的目標任務。因此，各地方政府應優化農業機械裝備產業結構布局，提高農機生產設備利用率。例如廣東的湛江市、茂名市以及廣西的南寧市、柳州市、桂林市、北海市、貴港市、玉林市、百色市、河池市、來賓市與崇左市的農機投入水平在2007年與2019年都呈現顯著的正向空間溢出效應。因此，可以加大這些城市的農機推廣力度，充分利用農機投入對糧食增產的促進作用，加強各區域的協調與合作，形成一體化農業機械跨區作業服務的信息平臺，實現區域間農業機械資源的合理流動與調配，實現農機服務專業化、規模化與集群化。

第二，農業機械化發展要與各城市產業發展優勢相結合。各市的局域Moran’s I分布情況顯示，經濟發展水平相對比較差的廣西農機投入溢出效應顯著，經濟發展水平高的廣東農機投入溢出效應反而比較小。因此，各城市應明確發展定位，結合各城市產業發展優勢促進糧食增產。廣西以發展農業為主，且廣西大部分城市農機投入具有顯著的正向空間溢出效應，所以廣西各城市應在各城市積極推廣農機作業，健全專業化社會化服務體系，加強農民農業生產技術和管理能力培訓，促進管理現代化，促進糧食增產。在廣東地區，農機投入溢出效應較小，應結合廣東產業發展布局，大力發展第二、第三產業，加大農機外包服務的推廣，提高農機研發能力，促進引、研、改、用一體化發展。加強廣東與廣西各城市的信息流通與資源流動，以廣東先進的農機技術帶動廣西農業機械化發展，通過技術幫扶與經驗學習的溢出效應促進糧食增產，保障糧食安全。

第三，加強糧食生產補貼與農機補貼支持力度。首先，財政支農資金對糧食增長有顯著的門檻效應，在一定范圍內，農機投入水平越高，財政支農促進糧食增產效果越顯著。因此，無論是從糧食生產所帶來的外部性方面還是從社會公平角度，類似廣東這樣的發達省份，農機投入水平較低，應增加對這些地區的糧食生產的補貼力度，保障糧食安全生產。其次，增加農機補貼支持力度，減輕農戶購買農業機械設備的負擔。在農村剩余勞動力基本消耗完畢的情況下，解決勞動力不足的唯一途徑就是用機械替代勞動力，這也是農業現代化的必然選擇。增加農機補貼的雙重意義在于降低農戶的糧食生產成本和提高農業勞動力的生產率，保證糧食安全和提高農戶收入，這樣能實現農戶增收和提高糧食產出的雙贏，并且還能夠為中國未來的城鎮化進一步解放農村勞動力。最后，為節約交易成本，應改進某些項目的補貼方式，提高政策執行效率。可以在廣西某些經濟欠發達的城市定點試行由直接向農戶補貼資金轉為直接補貼社會化服務，提供一定的機械服務、耕地保護服務等，不僅可以避免套取政策補貼的現象發生，還能夠降低家庭農場增加機械投入的資金制約，對促進糧食增產或許會有更顯著的效果。