基于DEA模型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率綜合評價
——以陜西省為例

張曉敏

（中共陜西省委黨校/陜西行政學院,陜西 西安 710061）

黨的十九大報告提出實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略,對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級加大支持力度,加快推進農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化,劃定生態(tài)保護紅線。陜西省《關(guān)于實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施意見》要求深化農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,加快構(gòu)建現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系,提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力和全要素生產(chǎn)率。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展與所在地區(qū)自然資源環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展水平、社會治理能力等諸多因素相關(guān),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率是衡量農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的重要指標。因此,對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率進行客觀的綜合評價,對推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化有重要意義。近年來,研究者就此問題展開了諸多研究。匡遠鳳（2012）[1]根據(jù)我國1988—2009 年的數(shù)據(jù),分析了技術(shù)進步、要素積累對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率的影響。楊桐彬等（2020）[2]利用2001—2017 年相關(guān)省份面板數(shù)據(jù),從集聚經(jīng)濟的理論視角,分析了技術(shù)進步對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的作用,指出純技術(shù)效率和規(guī)模效率對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率具有明顯促進作用。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率研究中,數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型（DEA）的應(yīng)用十分廣泛。張秋月和呂文靖（2018）[3]根據(jù)青島市休閑農(nóng)業(yè)與鄉(xiāng)村旅游示范點的數(shù)據(jù),運用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法對青島市休閑農(nóng)業(yè)效率進行了評價。馬鳳才等（2019）[4]運用三階段DEA模型,對遼寧省的14 個主要城市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入產(chǎn)出進行分析,認為綜合技術(shù)效率受規(guī)模效率影響較大。李久林等（2020）[5]運用DEA模型,對皖北農(nóng)耕地區(qū)進行效率、冗余及空間差異分析,認為皖北地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率較低,投入要素配置不夠合理,存在一定程度的冗余。

目前的研究選取指標時側(cè)重農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效率,多從土地要素（如農(nóng)作物總播種面積）、資本要素（如農(nóng)藥使用量、化肥施用量、農(nóng)用塑料薄膜、農(nóng)業(yè)機械總動力）、勞動力要素（如農(nóng)林牧漁業(yè)勞動力人數(shù)）、經(jīng)濟效益（如農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值）等方面選取投入和產(chǎn)出指標。本研究認為,在鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展除了提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力外,還應(yīng)當加快推動農(nóng)業(yè)農(nóng)村高質(zhì)量發(fā)展,推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展,改善農(nóng)村居民生活水平。因此,進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率評價時,除考慮經(jīng)濟效率外,不能忽視社會效率和生態(tài)效率。為此,本研究以陜西省為例,用DEA模型從經(jīng)濟效率、社會效率、生態(tài)效率三方面分析現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率即各要素冗余率,以期對陜西省農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展有所借鑒。

一、研究區(qū)概況、研究方法和指標選取

（一）研究對象概況

研究對象陜西省地處我國西北,地勢南北高、中間低,有高原、山地、平原和盆地等多種地貌,區(qū)域內(nèi)有黃河、長江兩大水系,生態(tài)復(fù)雜,從北到南有10 個明顯的農(nóng)業(yè)氣候區(qū)。近年來,陜西省以實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展為主線,以增加農(nóng)民收入為核心,積極轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式,加快推進農(nóng)業(yè)機械化進程,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力不斷提升。2019 年全年農(nóng)業(yè)增加值1 501.35 億元,農(nóng)業(yè)機械總動力2 183 萬千瓦,農(nóng)村居民人均可支配收入12 326 元,城鄉(xiāng)居民收入比為2.93 ∶1。

（二）研究方法

1978 年,美國著名運籌學家Charnes 等（1978）[6]提出了數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法（DEA）,根據(jù)多項投入和產(chǎn)出指標,利用線性規(guī)劃方法,進行相對有效性評價。1984 年,Banker 等人提出了一個評價決策單元技術(shù)有效性的BCC模型,豐富了DEA 方法的應(yīng)用場景。本研究采用DEA 方法中的BCC模型,運用DEAP 2.1 軟件,從經(jīng)濟效率、社會效率、生態(tài)效率等方面對陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率進行綜合評價。

假設(shè)在一個經(jīng)濟體中有n個決策單元（DMU）,每個決策單元都有m個投入和s個產(chǎn)出,若n個決策單元的投入數(shù)據(jù)和產(chǎn)出數(shù)據(jù)分別為:

其中,θ表示效率,λj表示各項投入與產(chǎn)出的權(quán)重,x0、y0為最優(yōu)解的投入與產(chǎn)出目標值,s-表示投入松弛變量,s+表示產(chǎn)出松弛變量。

（三）指標選取

根據(jù)陜西省統(tǒng)計局發(fā)布的《陜西統(tǒng)計年鑒》,選取2010—2018 年農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)作為決策單元。指標選取方面,采用德爾菲法[7],綜合考慮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效率、社會效率、生態(tài)效率,選擇投入產(chǎn)出指標,形成了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的綜合評價指標體系,如表1所示。其中,財政支農(nóng)力度用財政農(nóng)林水事務(wù)支出占財政支出比重計算。林地耕地碳吸收量根據(jù)文獻[8]計算,碳吸收量F的計算公式為F=A ×NEP,A是林地面積,林地碳吸收系數(shù)NEP=6.44,耕地碳吸收系數(shù),n表示農(nóng)作物的種類,Ci、Yi、Hi分別表示第i種農(nóng)作物的碳吸收率、產(chǎn)量與經(jīng)濟系數(shù),本研究選用陜西省常見農(nóng)作物小麥、玉米,其碳吸收率、經(jīng)濟系數(shù)采用文獻[9]的成果。

表1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率綜合評價指標體系

二、陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率評價分析

（一）陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟效率評價分析

根據(jù)2010—2018 年陜西省農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù),選取反映農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平的三個投入指標（農(nóng)業(yè)化肥施用量（萬噸）、農(nóng)用薄膜用量（萬噸）、農(nóng)牧業(yè)機械總動力（萬千瓦））和一個產(chǎn)出指標（農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值（億元））,運用DEAP 2.1 軟件,經(jīng)濟方面的綜合效率、純技術(shù)效率、規(guī)模效率計算結(jié)果如圖1 所示。

圖1 2010—2018 年陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟效率

通過計算可以得到,陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在經(jīng)濟方面綜合效率、純技術(shù)效率、規(guī)模效率的平均值分別為0.87、0.92、0.93,說明陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展總體平穩(wěn),規(guī)模化程度較高。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟效率總體呈上升趨勢,尤其是十三五期間,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綜合效率都在0.97 以上,說明隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變,陜西省農(nóng)業(yè)發(fā)展活力明顯增強,逐步進入農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化快車道。純技術(shù)效率都在0.85 以上,最低點在2011 年,說明陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的管理水平較高,能有效利用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)。2018 年綜合效率達到1,說明陜西省農(nóng)業(yè)技術(shù)水平、管理能力與其經(jīng)營規(guī)模相適應(yīng),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素投入配置效率最優(yōu),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)處于最佳效率和最佳規(guī)模。

計算結(jié)果顯示,2010—2017 年陜西省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟生產(chǎn)效率始終呈現(xiàn)出規(guī)模報酬遞增,說明適當增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的投入要素,產(chǎn)出有不低于一倍的增加。事實上,盡管陜西省近年來農(nóng)業(yè)勞動力人口、農(nóng)作物實際播種面積呈逐年下降趨勢,但隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的增加,農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值仍呈大幅上升趨勢。2010 年陜西省有農(nóng)業(yè)勞動力人口856 萬人,農(nóng)作物播種面積421.62 萬公頃,農(nóng)業(yè)機械總動力為1 889.30 萬千瓦,農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值為1 669.08億元,2018 年農(nóng)業(yè)勞動力人口788 萬人,農(nóng)作物播種面積409.21 萬公頃,分別下降8%和3%,與此同時,農(nóng)業(yè)機械總動力為2 311.80 萬千瓦,農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值為3 239.99 億元,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素投入增加22%,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)出增加達到94%。盡管陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟效率較高,但未來仍要秉持綠色發(fā)展理念,轉(zhuǎn)變要素投入方式,推動農(nóng)業(yè)技術(shù)升級,增強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的后勁。

2010—2018 年陜西省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效率冗余率如表2 所示。從產(chǎn)出來看,除2015 年外,冗余率逐年遞減,說明陜西農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)出效率有所提升,對生產(chǎn)要素的投入利用更加合理。投入方面,農(nóng)用薄膜冗余率相對較低,說明陜西省農(nóng)用薄膜的投入較為合理。2012—2015 年,陜西省農(nóng)牧業(yè)機械總動力冗余率呈明顯上升趨勢,農(nóng)業(yè)機械總動力缺乏有效應(yīng)用。尤其是2015 年,冗余率達到17.2%,多達392.2 萬千瓦的農(nóng)業(yè)機械總動力缺乏有效利用。陜西省農(nóng)業(yè)化肥施用量冗余率的最高點在2012 年,造成近30 萬噸的冗余,但隨后農(nóng)業(yè)化肥施用量冗余率逐年下降。總體來看,十三五期間,隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級調(diào)整,陜西省農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)更加合理,農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平程度大幅提高,更加注重綠色發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的配置趨于合理,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率大大提高。

表2 2010—2018 年陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟效率的冗余率

（二）陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)社會效率和生態(tài)效率評價分析

根據(jù)2010—2018 年陜西省統(tǒng)計局數(shù)據(jù),選取財政支農(nóng)力度作為投入指標,城鄉(xiāng)居民收入比作為產(chǎn)出指標,陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在社會方面綜合效率、純技術(shù)效率、規(guī)模效率計算結(jié)果如圖2 所示。

圖2 2010—2018 年陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)社會效率

通過計算可以得到,綜合效率、純技術(shù)效率、規(guī)模效率的平均值分別為0.89、0.98、0.91,說明陜西省財政支農(nóng)力度對縮小城鄉(xiāng)居民收入差距效果十分明顯,但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)社會效率基本呈下降趨勢,說明僅靠財政支農(nóng)力度的增加無法大幅度提升農(nóng)民生活水平。同時,計算結(jié)果還顯示,2012—2018 年陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)社會效率始終呈現(xiàn)規(guī)模報酬遞增,說明陜西省應(yīng)繼續(xù)提高財政支農(nóng)力度,除此之外,還要考慮如何以農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化為契機,持續(xù)推進現(xiàn)代特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營,提高農(nóng)產(chǎn)品附加值,提高農(nóng)產(chǎn)品競爭力,擴大農(nóng)民增收途徑,改善農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),提高農(nóng)村居民生活水平。

根據(jù)2010—2018 年陜西省統(tǒng)計局數(shù)據(jù),選取造林種植面積作為投入指標,林地耕地碳吸收量作為產(chǎn)出指標,陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在生態(tài)方面綜合效率、純技術(shù)效率、規(guī)模效率計算結(jié)果如圖3 所示。

圖3 2010—2018 年陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生態(tài)效率

通過計算可以得到,綜合效率、純技術(shù)效率、規(guī)模效率的平均值分別為0.92、0.97、0.95,說明陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的生態(tài)效率處于較高水平,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的投入對改善人居環(huán)境的效果可見一斑。但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生態(tài)效率波動較大,尤其是規(guī)模效率,2012年最高點和2016 年最低點相差0.23,說明陜西省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)不夠穩(wěn)定。同時,計算結(jié)果還顯示,除2012 年規(guī)模報酬不變、2016 年規(guī)模報酬遞減外,陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生態(tài)效率基本呈現(xiàn)規(guī)模報酬遞增,說明陜西省應(yīng)繼續(xù)增加農(nóng)業(yè)生態(tài)方面的投入,堅定綠水青山就是金山銀山的信念,堅持生態(tài)優(yōu)先,綠色發(fā)展,把鄉(xiāng)村振興與產(chǎn)業(yè)發(fā)展統(tǒng)籌考慮,推進陜西省生態(tài)保護和農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

2010—2018 年陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)社會效率和生態(tài)效率冗余率如表3 所示。總體來看,無論是社會效率方面還是生態(tài)效率方面,冗余率都處于較低水平,說明陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在這兩方面的要素投入基本達到較為合理的分配。

表3 2010—2018 年陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)社會效率和生態(tài)效率的冗余率

三、結(jié)論與建議

根據(jù)2010—2018 年陜西省數(shù)據(jù),利用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型,從投入產(chǎn)出角度,運用DEAP 2.1 軟件,分析了陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在經(jīng)濟、社會、生態(tài)三方面的效率,得出的結(jié)論與建議如下:

（1）陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟效率總體處于較高水平,且呈上升趨勢,十三五期間冗余率大大降低,表明陜西省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)基本合理,各生產(chǎn)要素利用率較高。規(guī)模報酬遞增表明陜西省仍然可以積極探索適度擴大規(guī)模經(jīng)營,使各生產(chǎn)要素配置更加合理,推動農(nóng)業(yè)經(jīng)營體系、生產(chǎn)體系、產(chǎn)業(yè)體系轉(zhuǎn)型升級,全面提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)業(yè)效益和產(chǎn)品競爭力,促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展和農(nóng)民增收致富。

（2）陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)社會效率冗余率不高,但綜合效率呈下降趨勢,應(yīng)當適當調(diào)整支農(nóng)項目財政投資機制,調(diào)整農(nóng)業(yè)補貼方式,建立農(nóng)業(yè)補貼標準隨價格變動而調(diào)整的動態(tài)機制。創(chuàng)新現(xiàn)代農(nóng)業(yè)投資方式,鼓勵企業(yè)與政府合作,優(yōu)化財政收入結(jié)構(gòu),推動企業(yè)、農(nóng)民和政府合作共贏,夯實鄉(xiāng)村振興產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。

（3）陜西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生態(tài)效率冗余率較低,但綜合效率波動較大,說明陜西省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)不夠穩(wěn)定。一方面,陜西省應(yīng)當依托資源稟賦,堅持綠色循環(huán)可持續(xù)發(fā)展理念,加強推廣農(nóng)業(yè)科學技術(shù)應(yīng)用,推動綠色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級,全力打造循環(huán)發(fā)展模式;另一方面,陜西省應(yīng)當加大農(nóng)業(yè)生態(tài)方面的政策和資金支持力度,加大綜合治理力度,嚴格農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)監(jiān)管,完善生態(tài)保護機制和生態(tài)保護補償機制,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生態(tài)效率。