鞠 馨,哈 潔,王冰瑩,陳 晨,李治國,韓國棟
(內蒙古農業大學草原與資源環境學院,內蒙古 呼和浩特 010010)
家庭牧場是草地生態系統服務和草地畜牧業生產經營的基本單元,其經營管理水平在草地可持續發展方面具重要作用[1-3]。近年來由于牧民出于商業化的考慮,追求牧場經濟利益最大化,認為提高收入最主要的途徑就是不斷增加家畜數量,因此家庭牧場管理方式缺乏科學指導。牧民只考慮家畜需求,忽視環境承載能力、草地生產力、市場波動等其他因素[4-6],導致收益未顯著增加反而草地負荷日趨增重[7-9]。要提高家庭牧場的運營收益,不僅需要科學的草畜優化配置方案指導牧場的經營管理,還需要相應的評價技術方法保障牧場經營生產。家庭牧場規模和技術水平是評價家庭牧場乃至畜牧業發展的重要指標,進行家庭牧場生產效率測算評價研究具重要意義[10]。
數據包絡分析(data envelopment analysis,DEA)方法適用于具有多投入、多產出指標的效率模型,目前運用DEA方法評價畜牧業生產技術效率已引起相關研究學者的關注。技術效率測算有宏觀和微觀兩個切入角度,已有研究中學者大多基于數據的可得性選擇宏觀角度,廖翼等[11]利用DEA模型和Malmquist指數測算2005—2010年生豬養殖的全要素生產率發現,技術退步是不同規模生豬養殖全要素生產率小額負向增長的根源;Carvalho等[12]通過畜牧業成本核算發現其對政策制定具重要意義;耿寧等[13-14]測算了2003—2010年全國26個省份的肉羊技術效率,發現肉羊生產的技術效率損失明顯,而肉羊品種改良、規模化和優化投入成本能夠有效提高肉羊生產技術效率;Wursthorn等測算區域尺度的生態效率進而找到該區域草牧業發展的競爭優勢[15];劉威等[16]通過測算不同奶牛養殖省的技術效率,認為適當擴大養殖規模是提高效率水平的有效措施之一。在微觀角度上,Olaf Erenstein[17]對比不同國家典型牧區畜牧業生產效益,發現了樣本牧區雖然畜產品產出量相對較高,但由于投入量大導致其效益相對不高;劉博[18]運用隨機前沿函數法計算現行草地產權制度下牧戶技術效率,發現當前技術效率與理論產出前沿相比具有效率損失;武麗雯等[19]對典型草原生產結果進行測算,發現純技術效率偏低是生產效率提高的主要限制因素。在生產效率影響因素研究方面,張曉敏[20]提出我國牧業技術效率與氣候帶和經營模式相關,蘭勇[21]研究發現生豬畜種結構影響其全要素生長率增長。
綜上,學者們從多角度對牧業生產效率進行測算并分析影響因素,均發現畜牧生產中存在技術效率損失的現象,家畜養殖品種與規模、精粗飼料比例、勞動雇工等因素對技術效率具有顯著影響,且大量研究中提到合理的家畜飼養投入能夠有效提高牧戶技術效率,但是研究多集中于測算純技術效率、規模效率,對成本以及配置效率方面的關注相對較少[22],進一步測算成本效率對了解牧戶的生產狀況同樣具重要意義;而且學者在計算生產效率時產出指標大多選擇牧業總收入,忽略單位資源的產出狀況;除此之外,在牧業研究中,由于入戶調研存在人力、物力、時間等多方面限制,牧區調研難以實現導致生產效率測算困難,尤其缺少荒漠草原家庭牧場生產效率測算研究結果,而生產效率測算能夠為荒漠草原牧場生產經營及投入要素配置提供參考,成本效率測算能進一步分析當前牧戶經營成本組成,為牧戶經營成本最小化效益最大化提供重要依據,對牧場管理以及畜牧業可持續發展至關重要[23-24]。因此本研究基于荒漠草原區家庭牧場的入戶調研數據,建立DEA模型和Tobit模型同時測算綜合技術效率(Comprehensive technical efficiency,CTE)、純技術效率(Pure technical efficiency,PTE)、規模效率(Scale efficiency,SE)、成本效率(Cost efficiency,CE)、配置效率(Allocative efficiency,AE),并分析其影響因素。通過不同養殖規模家庭牧場生產效率比較研究,進一步分析牧戶養殖規模與生產效率的關系,對牧戶養殖規模有更為清楚的認知,以期為荒漠草原家庭牧場生產經營評價以及內蒙古荒漠草原畜牧業經營策略改進提供參考。
研究區位于內蒙古自治區烏蘭察布市四子王旗,總面積2.551 3×104km2,牧區面積占比81.7%。四子王旗屬于中溫帶大陸性季風氣候區,年平均氣溫2.5~3.6℃,年降水量110~350 mm,海拔1 000~2 100 m,是多民族聚居且以蒙古族為主體的牧業旗縣。本研究于2016年對四子王旗不同規模牧戶進行半結構式問卷調查,為保證每個嘎查都包含不同養殖規模的家庭牧場,采取典型取樣和隨機抽樣相結合的方式,共選取牧戶102戶,剔除數據信息不完整的牧戶,最終得到4個蘇木18個純牧業嘎查共89戶牧戶的有效牧戶數據,包括白音朝克圖蘇木36戶、查干寶力格蘇木21戶、江岸蘇木15戶、紅格爾蘇木17戶的家庭牧場家畜生產經營基本數據,詳細調研牧戶草場及家畜信息,包括草場面積、草場利用方式、家畜生產情況、畜牧業經濟收入、生產(生活)支出信息,并對調研數據進行整理分析。
本研究于2016年對內蒙古四子王旗地區的牧戶進行半結構式問卷調查,按照《烏蘭察布市禁牧和草畜平衡管理辦法》及《四子王旗草原生態保護補助獎勵政策實施方案(2016—2020年)》,四子王旗草畜平衡標準為2 hm2·羊單位-1,定義標準家庭牧場規模為400 hm2每戶,結合四子王旗規模化牧場現狀及樣本特征,利用分位數法在保證最小樣本量的基礎上,設置公差為0.35的等差數列,劃分草場面積數值數組百分位數,將實地調研樣本數據劃分為4個養殖規模區間,即草場面積為0~200 hm2的小型牧戶(SH)10戶、草場面積為200~400 hm2中型牧戶(MH)31戶、草場面積為400~600 hm2的較大型牧戶(RLH)30戶、草場面積為600 hm2以上的大型牧戶(LH)18戶,進一步對比不同規模牧戶的生產效率差別,詳細了解牧戶生產情況。通過建立以投入為導向、規模報酬可變的DEA-BCC、DEA-Cost模型分析測算家庭牧場的生產效率,從綜合技術效率、純技術效率、規模效率、成本效率、配置效率五個角度對四子王旗不同規模家庭牧場的生產效率進行對比研究,并建立Tobit模型分析影響家庭牧場生產效率的因素。
1.3.1指標篩選 測算家庭牧場的生產效率,需要篩選與家庭牧場投入產出相關的指標,綜合四子王旗畜牧生產實際,初步確定了在家庭牧場生產經營中具有代表性且常用的18個指標作為DEA模型的備選指標,并對所有備選指標進行R型聚類分析以及Pearson相關系數分析。備選指標包括勞動力數、其他類總支出、牧戶總支出、牧戶自有面積、租賃面積、購買家畜支出、牧戶載畜率、基礎母畜數、羊單位數、棚圈面積、飼草料支出、草地收入、人工草地總面積、牧戶凈收益、牧戶總收入、單位家畜凈收益、單位草地凈收益、出售家畜總收入。DEA模型要求指標的選取要具有合理性、科學性,需要考慮生產經營單元投入產出的實際關系,不應太復雜。根據聚類分析和相關分析結果,結合前人研究[20,25],去掉與其他具有代表性的指標密切相關的、對DEA模型測算結果干擾相對較大的以及缺乏代表性的指標,最終確定6個投入指標和2個產出指標作為測算荒漠草原家庭牧場生產效率的指標,即其他類總支出、飼草料支出、購買家畜支出、基礎母畜數、勞動力數以及草場面積為投入指標,牧戶總收入及單位家畜凈收益為產出指標,對牧戶經營生產的投入產出指標進行描述性統計(表1)。

表1 四子王旗家庭牧場生產指標描述性統計Table 1 Descriptive statistics of production index of household ranches in Siziwang Banner
1.3.2模型選取 本研究利用數據包絡分析方法,通過決策單元在DEA有效生產前沿面的投影計算家庭牧場的相對生產效率[26]。DEA模型有2種導向類型,即投入型和產出型,因為在家庭牧場生產經營中投入項是各決策單元的基本變量,且相對容易控制與測度,因此本研究采用投入導向。投入導向型的DEA模型是指規劃調整投入項,使得在產出水平不變的條件下投入最小化。
DEA-CCR模型為效率測算提供了非參數方法,但是造成決策單元DEA無效的原因可能是生產技術效率低和未處于最佳規模,DEA-CCR模型無法分辨,而DEA-BCC模型在DEA-CCR模型基礎上進行優化,將綜合技術效率進行分解,即綜合技術效率=規模效率×純技術效率。BCC模型基于規模報酬可變的假設,有利于判斷決策單元DEA無效的原因,排除規模因素干擾后測算的純技術效率能夠比DEA-CCR模型測算的技術效率更精確的衡量決策單元的經營管理水平。此外,為測算成本效率,加入投入項價格因素采用DEA-Cost模型。綜上,本研究選擇以投入為導向、可變規模報酬的DEA-BCC模型和DEA-Cost模型[27]。
(1)DEA-BCC模型的線性表達如下:

(1)
式中:j=1, 2,…,n表示不同的決策單元,X表示各決策單元的投入值,Y表示各決策單元的產出值;最優解θ表示決策單元DMU的純技術效率;,λj為第j個決策單元的權重指標。ε為非阿基米德無窮小量;S+,S-分別為松弛變量。若θ=1,S+=S-= 0 ,則決策單元純技術效率DEA有效;若θ=1,S+≠ 0或S-≠ 0,則決策單元純技術效率弱DEA有效;若θ<1,則決策單元純技術效率非DEA有效[28]。
(2)DEA—Cost模型的表達如下:
(2)

1.3.3生產效率測算 基于四子王旗牧戶的調研數據,建立DEA-BCC模型測算其綜合技術效率、純技術效率和規模效率;考慮價格因素,根據調研得到的投入產出價格信息,建立DEA-Cost模型測算牧戶成本效率和配置效率。
1.3.4Tobit 回歸分析 為進一步研究四子王旗家庭牧場生產經營效率的影響因素,進行回歸分析。由于被解釋變量是效率值,數據被壓縮在區間[0,1]內,不符合最小二乘法因變量正態分布的假設,存在歸并數據的問題,因此選擇Tobit模型進行基于截面數據的截取回歸,在stata 16軟件中實現。該模型是一種受限的回歸模型[30-32],標準設定如下:

(3)

本研究從牧戶特征和家畜生產方面選取戶主年齡、戶主受教育程度、雇工花費、畜牧業支出比例、牧戶載畜率、租用草場面積以及人工草地面積七個指標(表2),以牧戶的綜合技術效率值(CTE)、純技術效率值(PTE)、規模效率值(SE)、成本效率(CE)和配置效率(AE)作為因變量(表2),建立Tobit 模型如下:
(4)
其中,w1~w7分別表示戶主年齡、戶主受教育程度、雇工花費、畜牧業支出比例、牧戶載畜率、租用草場面積以及人工草地面積;α0為待估常數項,表示外生因素;α1~α7為待估參數,表示各影響因素對生產效率的邊際效應;μ表示隨機誤差項。
本實驗涉及的數據分析主要通過DEAP 2.1,DEA-Sover 8.0,Excel進行整理分析,差異性分析主要通過Stata 16與SAS 9.0完成。

表2 四子王旗家庭牧場Tobit回歸變量描述性統計Table 2 Descriptive statistics of regression variables of family ranches in Siziwang Banner
對四子王旗整體的生產效率進行測算分析(圖1),結果表明,四子王旗家庭牧場平均綜合技術效率為0.764,全部牧戶中僅有17.9%綜合技術效率為1,達到DEA有效,即規模和投入要素使用達最佳水平;純技術效率達最佳效率水平的牧戶占比70.8%,牧戶純技術效率較高(0.960),但成本效率(0.682)較低,這說明在牧戶產出保持當前水平的情況下,有31.8%的成本未被有效利用。此外,成本效率水平在[0.5,0.7)區間的樣本牧戶占52.4%,配置效率水平在[0.5,0.7)區間的樣本牧戶占49.6%,表明牧戶需要進一步重視投入要素的組合與配置,降低或消除配置效率損失可有效提高牧戶成本效率。

圖1 四子王旗家庭牧場綜合技術效率、純技術效率、規模效率、成本效率和配置效率評價結果Fig.1 Evaluation results of comprehensive technical efficiency,pure technical efficiency,scale efficiency,cost efficiency and allocation efficiency of family pastures in Siziwang Banner
為進一步研究四子王旗家庭牧場生產效率分布情況,對四子王旗不同規模家庭牧場的綜合技術效率、純技術效率、規模效率、成本效率和配置效率進行測算,結果見表3。
根據小型牧戶(SH)的相對生產效率情況(表3),牧戶平均純技術效率(0.992)達四個規模家庭牧場中最高,但是牧戶的平均綜合技術效率(0.728)相對較低,且規模效率均值也較低。純技術效率值為1,即達到DEA有效的小型牧戶占比90.0%,規模效率值為1,即達DEA有效的小型牧戶占比30.0%(圖2A),認為小型牧戶純技術效率有效,說明小型牧戶管理技術水平比較高,投入要素規模是小型牧戶綜合技術效率低的主要原因。進而為分析投入要素最佳產出測算成本效率、配置效率,平均成本效率、配置效率為0.568,0.764,小型牧戶56.8%成本被有效利用,牧場成本有效利用率低,實際投入要素規模與最優牧場規模有差距,且牧場投入有盈余。
分析中型牧戶(MH)的相對生產效率情況(表3),中型牧戶平均綜合技術效率(0.737)比小型牧戶(0.728)高0.009,純技術效率(0.960)低于小型牧戶(0.992),平均規模效率(0.767)高于小型牧戶(0.760)。純技術效率達DEA有效的中型牧戶比例比小型牧戶低15.8%,有25.8%的牧戶純技術效率值在[0.7,1)區間;僅有19.4%的牧戶規模效率為1,但是其中規模效率處于[0.7,1)區間及以上的牧戶占比51.6%(圖2B)。這說明在中型牧戶當前的經營管理和技術水平上,超過一半的家庭牧場的資源配置利用是有效的,但投入要素產出達最佳水平的牧戶比較少。分析中型牧戶成本效率和配置效率,中型牧戶平均成本效率為0.601,低于優良的成本效率1,與小型牧戶(0.568)相比成本效率有所提升,中型牧戶配置效率為0.789,說明在產出不變的家庭牧場中,投入資源組合優化水平仍需提高。綜上,中型牧戶雖然純技術效率相對小型牧戶較低,但是規模效率、成本效率、配置效率均高于小型牧戶,且中型牧戶綜合生產效率高于小型牧戶。

表3 四子王旗不同規模家庭牧場綜合技術效率、純技術效率、規模效率、成本效率和配置效率結果Table 3 Results of Comprehensive technical efficiency,pure technical efficiency,scale efficiency,cost efficiency and allocation efficiency of family ranches of different sizes in Siziwang Banner
對較大型牧戶(RLH)的相對生產效率分析發現,有66.7%的較大型牧戶純技術效率為1,達到DEA有效,比小型牧戶和中型牧戶分別低23.3%,7.5%(圖2D),且較大型牧戶的平均純技術效率為0.950,低于中小型牧戶(0.960,0.992)(表3),但是較大型牧戶的綜合技術效率為0.754,高于中小型牧戶的綜合技術效率;規模效率達DEA有效的較大型牧戶占比3.3%,規模效率在[0.7,1)區間的牧戶有73.3%(圖2D),較大型牧戶平均規模效率(0.793)比中型牧戶高0.026,比小型牧戶高0.033(表3);較大型牧戶的成本效率(0.632)、配置效率(0.815)均相對中小型牧戶有所升高。綜上,較大牧戶綜合技術效率未達最佳效率水平的主要原因是規模效率低,牧戶純技術效率相對較低,但成本、配置效率高于中小型牧戶,因此較大牧戶的綜合技術效率高于中小型牧戶,這表明較大牧戶的管理水平相對中小牧戶不足,但相對中小牧戶成本利用冗余減少,成本效率升高,因此較大牧戶綜合生產效率較高。

圖2 四子王旗不同規模牧場純技術效率、規模效率、成本效率和配置效率占比Fig.2 Proportion of pure technical efficiency,scale efficiency,cost efficiency and allocation efficiency of different scale pastures in Siziwang Banner
分析大型牧戶(LH)的相對生產效率的占比情況(圖2C),大型牧戶的綜合技術效率最高(0.846),純技術效率達DEA有效的大型牧戶占比61.1%,明顯低于小型牧戶(90.0%)、中型牧戶(74.2%)和較大型牧戶(66.7%),純技術效率在四個牧場規模中最低,說明相比其他規模家庭牧場技術及管理水平較低。規模效率達到DEA有效的牧戶占比38.9%,平均規模效率為(0.914)在四個規模的家庭牧場中最高,其平均成本效率、配置效率也在四個家庭牧場規模水平中最高。綜上,大型牧戶的純技術效率較低,但規模效率、成本效率和配置效率較高,且大型牧戶綜合技術效率也相對較高。
比較四個規模家庭牧場的效率值變化情況(圖3),較大型牧戶和大型牧戶的純技術效率相對較低,但規模效率、成本效率和配置效率均較高,因此較大型牧戶和大型牧戶的綜合技術效率相對較高;中小型牧戶的純技術效率相對較高,但綜合技術效率較低,認為與中小型牧戶規模效率、成本效率和配置效率低有關,受投入要素成本及資源配置的影響。

圖3 四子王旗不同規模牧場的生產效率變化Fig.3 Changes of production efficiency of different scales of pastures in Siziwang Banner
根據Tobit回歸結果(表4),在10% 的顯著水平下戶主受教育程度與純技術效率具顯著正相關關系;雇工花費與成本效率和配置效率呈現負相關關系,在成本效率模型中回歸系數在1%水平下顯著,在配置效率模型中回歸系數在10%水平下顯著;畜牧業支出比例與純技術效率、規模效率以及成本效率呈現負相關關系,在純技術效率和規模效率模型中回歸系數在1% 水平下顯著,在成本效率模型中回歸系數在5%水平下顯著;牧戶載畜率與純技術效率、成本效率和配置效率具顯著的負相關關系,與規模效率呈現顯著正相關關系,在純技術效率和規模效率模型通過顯著水平5%的顯著性檢驗,在成本效率和配置效率模型通過顯著水平1%的顯著性檢驗;而租用草地面積與成本效率和配置效率模型分別在5%,10%的顯著水平下呈顯著正相關關系。

表4 家庭牧場生產經營效率影響因素Tobit分析Table 4 Tobit analysis of factors influencing the production and operation efficiency of family ranches
近年來,草原超載過牧現象愈演愈烈[33]。為實現牧區草地的可持續利用,政府先后實施了一系列草原生態建設和保護項目[34],開展了家庭牧場生產經營及草地植被恢復相關研究[35],基于草畜能量平衡方面的研究表明優化載畜率是提高牧戶生態效益和經濟效益的有效方式之一[36],本研究基于生產效率測算結果對牧戶進行評價研究,發現內蒙古荒漠草原家庭牧場綜合技術效率平均值為0.764,牧戶整體綜合技術效率仍處于較低的效率水平,說明荒漠草原牧戶的資源配置和管理水平仍需提高,趙青[37]利用隨機前沿函數法測算牧場技術效率發現,增加草場面積和畜群規模可提高其技術效率,本研究對荒漠草原牧戶成本效率進行測算,發現其成本效率距離最優化生產前沿面較遠,在產出最大化投入最小化的角度,認為成本已存在冗余,當前的投入成本有31.8%被節省的可能性;成本效率水平低于0.7的樣本牧戶占52.4%,大多牧戶無需擴大草地面積,應減少投入成本調整養殖規模,重視生產要素的合理利用與配置,提高成本利用率進而提高技術效率,這與前人研究結果相符[36,38]。
進一步研究荒漠草原不同規模家庭牧場生產效率發現,較大型牧戶和大型牧戶的規模效率、成本效率、配置效率和綜合技術效率都相對較高,說明在當前各自的技術資源使用及管理水平上,較大、大牧戶即草場面積在400 hm2及以上牧戶成本投入資源使用更具有效率。中小型牧戶雖然純技術效率高,但是投入的飼草料等成本過多,存在成本損失和資源配置不當的現象,影響了成本效率和配置效率。說明中小牧戶應提高牧場管理水平,轉變傳統高載畜率放牧的牧場經營方式,加強對牧場資源的經營管理,適當減少家畜養殖數量,實現牧場投入要素的合理配置利用,在單位家畜凈收益以及草場規模不變的條件下,降低成本使得畜牧業投入資源的價值充分發揮。靳樂山等[39]提出草地面積越小的牧戶,越有可能造成草地的超載過牧,即中小型牧戶是草地超載的主體。因此,無論從技術效率的方面,還是生態效益及經濟效益的方面看,中小型牧戶都應該減少家畜養殖數量及投入成本,加強對牧場資源等方面的配置和經營管理,與其生產效益相匹配。
國內外學者研究發現,勞動力數量[40]、飼料投入[41]、市場的消費需求[16]、草場破碎化因素等因素[37,42]都會對畜牧業生產效率產生影響,Blaikie[43]發現影響尼泊爾、印度等地區生產效率的主要因素是土地破碎化。本研究結合荒漠草原生產實際選取相關指標進行影響因素分析,結果顯示畜牧業支出比例和牧戶載畜率對家庭牧場生產效率具有顯著影響,尤其對成本及配置效率存在顯著負影響效應,說明目前牧戶畜牧業支出較多,但單位家畜產出值不高,即生產同等產量畜產品的投入成本過多降低了牧場規模效率和成本效率,所以當前家庭牧場減少養殖成本尤其合理的配置飼料是提高生產效率的有效途徑之一;載畜率過高同樣不利于生產效率的提升,選擇適合當地的家畜品種,進行家畜精細化管理,可提高成本效率和技術效率,這與李重陽等[19,44-45]的研究結果相同。趙青等[38]研究發現用工數量增加有助于增加牧戶生產效率,家庭牧場生產過程中涉及環節較復雜,且基本依靠家庭勞動力完成,適當增加勞動力可緩解用工緊張,本研究通過Tobit分析發現用工成本對配置效率和成本效率具有顯著負向影響,呈現負向關系的原因是家畜養殖過程中雇工與相應規模的匹配度不高,未得到有效利用,影響了配置效率和成本效率,牧民應合理安排用工數量提高養殖效率,這與武麗雯等[19,46]的研究結果相符合;租用草地面積、人工草地面積與成本效率和配置效率模型僅在5%,10%的顯著水平下具有顯著影響,這是由于牧民租用草場一般會選擇本嘎查相對離自家草場較近的草場以方便利用,但是符合這樣條件的草場相對較少,因此四子王旗牧民草地租賃面積小;而且由于牧民種植管理水平較低,種植燕麥、紫花苜蓿等牧草產量較低,因此很少一部分牧民會種植人工草地,當地牧戶冬季主要依靠購買飼草補飼來進行畜牧業生產,但是租用草地面積、人工草地面積與生產效率正相關,提示牧戶尤其中小型牧戶合理租入草場或者增加人工草地種植面積能緩解資源短缺對生產的限制,同時能夠減少冬季購買飼料的部分成本,這與王瑞珍[47]的研究結論相符。因此應結合牧戶的養殖現狀以及草地實際承載力,對牲畜數量以及養殖策略進行動態調整,提倡少養精養,以期提高家畜質量和牧場生產效率。
內蒙古荒漠草原牧戶整體綜合技術效率(0.764)仍處于較低水平,尤其中小型牧戶綜合技術效率(0.728)偏低,表明該區域家庭牧場尤其中小型牧場存在投入大于產出的現象,建議牧戶進一步對家畜養殖規模進行調整,適當減少家畜數量以及養殖投入成本,實現規模化養殖;利用Tobit模型分析影響生產效率的因素發現,畜牧業支出比例和牧戶載畜率與純技術效率、成本效率以及配置效率均呈現顯著負相關關系;租用草地面積、人工草地面積對生產效率具正向影響,建議牧戶合理規劃利用草場資源,增加人工草地面積以緩解飼料短缺現象,進而提高牧場生產技術效率以及科學管理水平。