特色熱帶作物技術集成驅動產業鏈一體化發展評價研究

向華，閆琰，王秀東

（1.中國農業科學院農業經濟與發展研究所，北京 100081；2.首都經濟貿易大學勞動經濟學院，北京 100072）

習近平總書記指出，“要推動鄉村產業振興，緊緊圍繞發展現代農業，圍繞農村一二三產業融合發展，構建鄉村產業體系，實現產業興旺”。特色熱帶作物在我國打贏脫貧攻堅戰、促進鄉村振興和服務國家“一帶一路”倡議中發揮著重要作用。熱帶作物的典型代表包括香辛料作物胡椒、飲料作物咖啡和可可、工業原料作物橡膠、生物能源與糧食作物木薯等，其種植面積和農業產值之和分別占全國熱帶作物的34%和13%，涉及超過5 000萬百姓的生計，是國家戰略安全的重要組成部分[1]。

目前，我國熱帶農作物產業已初步形成以天然橡膠為核心，熱帶水果、熱帶油料作物、熱帶香辛料作物、熱帶糖能作物等為輔的總體布局。隨著經濟的持續快速發展，我國對熱帶農產品的需求日益增加。天然橡膠生產國協會（Association of Natural Rubber Producing Countries，ANRPC）預測，我國對天然橡膠作物、能源作物木薯的消費量年均增速分別高達14%、20%。但是，我國熱帶農作物受種植面積較小、單產水平較低、技術集成性較差、產業鏈整合不完善、進口依賴度較高等因素的制約，特色熱帶作物產業發展表現出整體效益偏低、可持續發展能力不強等短板弱項。這不僅直接影響農民經濟增收，還阻礙特色熱帶作物產業進一步做強、做優。與此同時，在區域全面經濟伙伴關系協定（Regional Comprehensive Economic Partnership，RCEP）的影響下，我國熱帶農作物產業的發展還將面臨更激烈的競爭壓力[2]。因此，本文立足我國特色熱帶作物全產業鏈，聚焦咖啡、橡膠和木薯等特色熱帶作物，運用雙重差分傾向得分匹配（propensity score matching-differences in differences，PSM-DID）方法檢驗技術集成驅動產業鏈一體化發展項目對降低熱帶作物產業生產成本的邊際貢獻，對進一步優化技術集成驅動環節、推動特色熱帶作物實現技術集成驅動產業鏈一體化發展模式和提高特色熱帶作物生產效益具有重要的現實意義。

1 特色熱帶作物生產情況及技術集成的內涵

1.1 主要特色熱帶作物基本生產情況

我國主要特色熱帶作物收獲面積與產量呈穩中上升的態勢。2020年，我國（受限于實證分析數據的可得性，不包括港澳臺地區）天然橡膠、咖啡和木薯三類熱帶作物收獲面積116.8萬hm2，與2015、2010年的112.4萬、94.9萬hm2相比，分別增長3.9%、23.1%。總產量570.1萬t，較2010年 的529.1萬t相比，增加了41.0萬t，增幅7.8%。其中，咖啡豆生產效益上漲明顯，在2010—2020年間，收獲面積雖然僅增加2.9萬hm2，但卻增加了8.7萬t的產量（表1）。

表1 2010—2020年我國主要特色熱帶作物收獲面積與產量情況Table 1 Harvest area and yield of major tropical crops in China from 2010 to 2020

1.2 技術集成驅動的內涵

“技術集成驅動”是指在作物生產、加工、銷售等各個環節都可通過技術指導來提升生產效益，并加強各環節之間的聯系，以促進特色熱帶作物實現產業鏈一體化發展（圖1）。以生產環節為例，我國木薯、橡膠在育種創新、資源保護方面的能力不斷增強：通過實生選育、人工雜交等手段培育了“華南205”“華南214”“華南6086”等系列木薯優良新品種[3]；建立了天然橡膠品種改良中心，建成熱帶作物種質資源圃（庫）34個、創新基地20個，收集和保存的熱作種質資源3.6萬份，入圃（庫）保存、編目入冊資源2.1萬份，熱作資源保存數量位居世界前列[4]。在土壤前期營養診斷、養護、高效施肥等方面，依據作物形態空間生態互補原理，研發了經濟林下種植可可、木薯等高效栽培、機械化施肥、土壤酸化修復、機械化割膠等技術，該技術將林下土地資源利用率提升了1.5倍以上[5]。除此之外，相關技術人員還配套研發了病蟲害綜合防控技術，構建了“育繁推”一體化體系，開展了橡膠樹植保“飛防”技術研發。

圖1 技術集成驅動內涵及邏輯關系Fig.1 Connotation and logical relation of technology integration drive

2 特色熱帶作物產業鏈一體化發展模式質性研究

基于實地調研結果，針對我國主要特色熱帶作物產業發展過程中“產加銷”脫節、技術集成性差、產量低、產值低、效益低等問題，探索出了特色熱帶作物貫通“產加銷”產業鏈一體化發展模式的核心技術，即通過生產環節技術優化與支撐、加工環節核心技術支撐、面向銷售環節研發新產品，培育新品牌，打通示范區特色熱帶作物生產、加工和銷售環節，提高示范區特色熱帶作物產值、經濟效益和社會效益。

2.1 特色熱帶作物產業鏈一體化發展模式存在問題

2022年7月，中國農業科學院經濟研究所創新團隊實地調研考察發現，我國特色熱帶作物產業鏈一體化發展模式還存在諸多問題。首先，我國天然橡膠產業發展存在“產加銷”脫節、技術集成驅動性差、產量產值及經濟效益低等問題。其次，與芒果、火龍果等熱帶水果產業相比，咖啡產業發展面臨經濟收益低、農民種植積極性不高，初加工排污嚴重、生態問題突出、環境保護稅高、深加工不足、品牌效益不明顯等諸多挑戰[6]。最后，木薯產業也同樣在生產、加工、銷售等各環節面臨諸多挑戰。例如，生產方面農產品價格優勢不足、農戶種植積極性低；消費方面存在本地原料供應不足、環境保護稅高、企業經營效益低的問題。上述問題嚴重制約我國特色熱帶作物產業的高質量發展[7-8]。

2.2 特色熱帶作物產業鏈一體化發展模式技術支撐

實地調研結果表明，以天然橡膠、咖啡、木薯為主的特色熱帶作物產業均逐步形成技術集成驅動下的一體化發展模式，在產業生產、加工、銷售等各環節，均得到了良好的技術支撐。以天然橡膠技術集成驅動產業鏈一體化發展為例，在生產階段，我國天然橡膠產業對小筒苗培育技術進行了優化，實現了“2個月育苗容器顯著降解，7個月基本全部降解”的技術升級。該技術不僅能顯著降低對土壤養分結構的破壞力，還能提高苗木種植速度和節約灌溉用水；對橡膠樹炭疽病qPCR早期檢測技術的優化能夠快速、靈敏地對那些癥狀不明顯，甚至無癥狀的橡膠樹進行炭疽菌的定量檢測和生長動態監測，并構建橡膠樹炭疽病動態預測模型。此外，為更好推廣應用綠色防控技術，我國還建立了3.34 hm2的橡膠樹綠色防控示范基地，在成齡橡膠園開展了酸性土壤養護與機械施肥技術研究，發現“5 kg·株-1酸性土壤調理劑+70%化肥”能有效改善橡膠園0—20 cm土壤理化性狀。在加工階段，由于鮮膠乳的機械穩定度主要受堿度的影響，單獨添加表面活性劑并不能有效提升鮮膠乳的穩定性，因而使用高效高質預處理技術對鮮膠乳進行處理，并針對需要來確定堿的用量。當堿用量在0.2%（質量分數）以下，補氨的膠乳穩定性較高，當用量超過0.3%時，補加KOH的膠乳穩定性較高[9]。在銷售環節，我國天然橡膠產業以市場需求為主線，研發了適合消費者需求的高品質濃乳、乳膠床墊、乳膠枕頭。另外，咖啡產業和木薯產業在技術集成驅動下也逐步實現了產業鏈一體化發展模式（表2）。

表2 我國主要特色熱帶作物在“產加銷”環節技術集成驅動情況Table 2 Main feature of tropical crops drived by technology integration in the"production and marketing"link

2.3 特色熱帶作物技術集成驅動產業鏈一體化發展成效

在我國主要特色熱帶作物產業在技術集成驅動下，已初步形成全產業鏈一體化發展模式。各產業在生產、加工、銷售環節均取得了突破性進展，科研成果、經濟效益、生態效益也均取得了進一步發展。生產階段：天然橡膠產業在育苗、栽培、土壤養護、施肥、病蟲害防治等技術上已初步形成規范，并創建良性示范基地1個，帶動600多戶農民實現經濟增收；咖啡種植的精品咖啡豆水平進一步提高；木薯種莖培育技術得到進一步推廣，木薯產業得到突破性發展。加工階段：天然橡膠鮮膠乳高效高質預處理、分離及高品質濃縮關鍵技術和配套工藝形成技術規范并新研發加工產品1個；咖啡產業鏈進一步拓寬，農民增收渠道進一步豐富；木薯加工成本進一步降低，加工產品質量進一步提高，加工企業市場競爭力進一步加強，食用木薯加工企業進一步豐富。銷售階段：天然橡膠品牌化發展進一步提高了天然橡膠產業的經濟效益；“互聯網+”進一步助推云南咖啡文化發展；木薯加工產品多樣化進一步拓寬了木薯產業發展渠道并充分挖掘了市場潛力。

3 特色熱帶作物技術集成驅動產業鏈一體化發展定量評價

3.1 評價方法

現有的科研項目評價主要從項目總體層面構建多維評價體系開展績效評價。王忠等[10]以創新質量和貢獻為重點，嘗試重構科學規范的科研項目評價指標體系；王穎婕等[11]構造國家自然基金項目h指數，對項目的學術價值進行評價；賈敬敦等[12]從技術、效益和風險3個角度構建了應用開發類、軟科學類與基礎研究類3類農業科技成果的評價指標體系。針對科技計劃或科研項目設計的“降本增效”等微觀具體指標，基于實驗室或試驗田開展自然實驗的研究可以在控制其他因素不變的條件下，通過統計分析或構建多元線性模型利用最小二乘法估計參數，并判斷實驗效果是否具有統計學意義[13-14]。但是對于技術示范推廣類科技計劃項目，實施效果表現為農戶應用新技術后的成效，在脫離了實驗室或試驗田的條件下，理論上無法控制其他因素不變。

因此，本研究采用經濟學和社會學領域的“反事實（counterfactual）”思想，構建類似自然實驗的因果推斷模型，評估農戶參與特色熱帶作物產業鏈一體化項目的效果。常用的因果推斷模型主要包括傾向得分匹配法（PSM）[15-16]、彈性分布式數據集（resilient distributed datasets，RDD)和雙重差分法（DID）[17]等。其中，PSM主要用于解決由于處理組和控制組并非隨機選擇而導致的選擇偏差問題，RDD主要用于政策或項目實施導致主要解釋變量產生斷點的情況，DID可以克服干擾因果關系的其他因素或遺漏變量等問題的影響[18]。由于木薯土壤養護與高效技術不會導致主要解釋變量產生斷點，本研究主要采用PSM和DID方法。此外，由于PSM無法避免遺漏變量等問題，DID無法避免選擇偏差問題[19]，本研究還采用基于傾向得分匹配的雙重差分模型（PSM-DID）進行評價，并對各種模型的估計結果進行對比分析。

3.1.1 雙重差分法雙重差分法（DID）常用于政策效應評估，通過計算處理組與控制組在政策干預下的增量差距進而識別政策效應[20]。將農戶參與特色熱帶作物產業鏈一體化發展技術項目作為一項獨立的“準自然實驗”，參與項目的農戶為處理組，未參與的農戶為控制組。

首先，計算處理組的增量變化。

式中，T為處理組農戶生產某一熱帶作物參與一體化項目所帶來的經濟凈效應；A2為處理組農戶參與一體化項目后生產某一熱帶作物的總經濟收益；A1為農戶參與一體化項目前生產某一熱帶作物的總經濟收益。

其次，計算控制組的增量變化。

式中，C為控制組在處理組參與一體化項目前后對應時期的農戶生產某一經濟作物帶來的經濟凈效應；B2為控制組在處理組參與一體化項目對應時期農戶生產某一熱帶作物的總經濟收益；B1為控制組在處理組未參與一體化項目對應時期農戶生產某一熱帶作物的總經濟收益。

然后，計算農戶參與一體化項目所帶來的經濟凈效應（Diff）。

將式（1）與式（2）聯合可得參與一體化項目的平均處理效應（average treatment on the treated，ATT），具體公式如下。

最后，構建雙重差分模型如下。

式中，α1為常數項，α2表示參與項目農戶與未參與項目的農戶在熱帶作物投入要素成本或數量上的變化，α3為控制變量待估計參數；Di和Tt是虛擬變量，其中，Di表示農戶i是否參與項目（若農戶i參與，則Di=1，否則Di=0），Tt表示第t年是在項目實施前還是在項目實施后（第t年在項目實施后，則Tt=1，否則Tt=0）；Yit表示第t年農戶i的某一生產要素投入成本或生產要素投入量，Xit表示一系列控制變量，εit為隨機誤差項。

由于農戶是否參與特色熱帶作物產業鏈一體化項目并非完全隨機，式（5）存在選擇偏差問題，導致的α2估計結果也存在偏差。

3.1.2 傾向得分匹配法傾向得分匹配法（PSM）是利用離散概率選擇模型對處理組和控制組的個體估算傾向得分（propensity score），進而通過選擇傾向得分相近的處理組和控制組的個體進行樣本匹配得到平均處理效應（averaged treated effects on treated,ATT）的無偏估計值。首先，選定影響農戶是否參與項目的變量，構建Logit模型或Probit模型，分析農戶是否參與項目的影響因素并根據模型的估計結果預測農戶參與項目的概率（即傾向得分）；其次，計算傾向得分，式（6）表示在給定控制變量Xi的情況下，農戶i參與項目的傾向得分。

式中，控制變量Xi即參與匹配的變量，Di表示農戶是否參與項目，b為待估計參數。

隨后，根據傾向得分選擇匹配算法進行樣本匹配，常見的匹配算法包括最近鄰居法、核匹配法、半徑匹配法等[21]。最后，根據匹配樣本和式（7）計算ATT。

但是，與普通OLS回歸的問題相同，在式（5）的匹配過程中，由于Xi中無法控制農戶能力等不可觀測的因素，式（6）也存在內生性，系數b的估計結果也是有偏、不一致的，導致式（7）計算的ATT也可能存在偏差，為此有必要引進雙重差分傾向匹配得分的分析方法來對研究進行實證檢驗。

3.1.3 雙重差分傾向得分匹配法雙重差分傾向得分匹配法（PSM-DID）利用匹配后的樣本構建雙重差分模型評估政策效應，結合了雙重差分法（DID）和傾向得分匹配法（PSM）的優點。因此，本研究依據該方法對熱帶作物產業鏈一體化的技術效果進行評價，建立模型如式（8）所示。

3.2 數據來源與變量度量

本研究數據為中國農業科學院農業經濟與發展研究所創新團隊2022年7月實地走訪調研所得，主要包括2019—2021年農戶基本信息、特色熱帶作物種植成本、要素投入、技術采用情況等基本種植信息。鑒于數據可獲得性和有效性，本文實證分析僅對木薯、橡膠產業技術集成驅動一體化發展進行量化評價。木薯和天然橡膠調研數據分別來源于廣西省桂平市、海南省儋州市。具體研究變量及其度量如表3所示。

表3 變量及度量Table 3 Variable and measure 續表Continued

表3 變量及度量Table 3 Variables and measures

3.3 描述性統計分析

3.3.1 天然橡膠研究樣本分析從表4可以看出，在農藥成本、化肥成本和人工成本中，人工成本占據首位，平均年度人工工日投入高達815個。根據對照組與處理組對比分析，處理組化肥成本、農藥成本和化肥投入量均顯著低于對照組，而年度人工成本高于對照組、年度自家勞動力投入低于對照組。就樣本農戶家庭特征而言，與未參與項目的樣本農戶相比，家庭承包面積較大、家庭收入較高、特色熱帶作物收入較高的農戶更傾向于參與橡膠產業鏈一體化項目。同時，對照組與處理組農戶戶主年齡、受教育年限不存在明顯差異，整體上戶主年齡在53歲左右，受教育年限大約是8年。

表4 天然橡膠描述性統計分析Table 4 Descriptive statistical analysis of natural rubber 續表Continued

表4 天然橡膠描述性統計分析Table 4 Descriptive statistical analysis of natural rubber

3.3.2 木薯研究樣本描述性統計分析2019—2021年間有效觀測值共339條，其中處理組觀測值198條，對照組觀測值141條。從要素投入看，處理組要素投入均值均低于對照組，其中，處理組化肥投入成本為3 727.5元·hm-2，而對照組為3 849.0元·hm-2；處理組農藥投入成本均值為568.35元·hm-2，而對照組為579.15元·hm-2；處理組人工成本達到11 232元·hm-2，而對照組人工成本達到14 058元·hm-2，存在顯著的人工成本投入差異；處理組自家勞動力每公頃投入平均約133.125個工日，而對照組平均每公頃自家勞動力投入為179.550個工日。從農戶基本特征看，處理組與對照組農戶戶主年齡基本在54周歲左右，受教育年限基本在7.5年，即處理組與對照組在農戶年齡和受教育水平這兩項指標上基本不存在明顯差異。同時，處理組農戶家庭年收入和特色熱帶作物收入分別達到將近6.7萬、1.1萬元，均高于對照組收入數據（表5）。

表5 木薯描述性統計分析Table 5 Descriptive statistical analysis of cassava 續表Continued

表5 木薯描述性統計分析Table 5 Descriptive statistical analysis of cassava

3.4 一體化項目邊際效應定量分析

3.4.1 天然橡膠產業鏈一體化項目邊際效應定量分析表6為橡膠技術效果評價模型估計結果。PSM-DID模型回歸結果顯示，did均在P<0.01水平上顯著，且估計系數分別為-0.190和-0.091。這表明在其他條件不變的情況下，農戶參與橡膠產業鏈一體化項目使得農戶人工成本顯著下降約19.0%，農藥投入成本顯著下降約9.1%。對比不同研究方法的差異，當以lnlaborcosts為被解釋變量并使用did方法進行參數估計時，農戶參與項目對人工成本差異不存在顯著影響。當以lnpcosts為解釋變量時，did在P<0.01水平上顯著，且估計系數為-0.121，即農戶參與項目使得農藥成本顯著下降12.1%。兩種分析方法回歸結果系數和作用程度基本一致，說明本研究結果具有良好的穩健性。

表6 模型估計結果Table 6 Model estimation results

3.4.2 木薯產業鏈一體化項目邊際效應定量分析估計結果（表7）顯示，PSM-DID回歸結果在P<0.1水平上顯著，且估計系數為-0.240。這表明農戶參與“木薯產業鏈一體化項目”的平均效應為-0.240。因此，在其他條件不變的情況下，農戶參與該項目使化肥成本顯著下降24.0%。為對比不同方法之間的差異，本研究還使用DID方法進行了估計分析。DID的估計結果顯示，did在P<0.1水平上顯著，即與未參與項目的農戶相比，參與項目使得農戶種植木薯的化肥成本降低約17.8%。該結果與PSM-DID回歸差異不大，一方面表明本研究的研究結果存在穩健性，另一方面也表明DID的估計結果低估了農戶參與“木薯產業鏈一體化”項目的平均處理效應。這主要是因為DID在一定程度上能夠控制不可觀測變量，但由于農戶是否參與項目是農戶根據自身做出的選擇，并非外生，因此可能存在農戶自選擇問題導致的內生性，進而導致回歸結果出現偏差。

表7 模型估計結果Table 7 Model estimation results

4 啟示

本文運用PSM-DID、DID分析方法，實證檢驗了我國天然橡膠和木薯產業在生產過程中，農戶參與“產業鏈一體化項目”對降低產業生產投入成本的邊際貢獻。雖然驗證了“產業鏈一體化項目”的確能有效降低生產成本，提高農戶經濟收益，但是受限于數據樣本量，不能進一步對特色熱帶作物產業在生產、加工、銷售等不同環節中提供技術支持所能帶來的成本下降或邊際效益上升進行有效量化。因此，在對“技術集成驅動產業鏈一體化項目”進行定量分析的基礎上，進一步從不同環節進行更加深入細致的研究將是下一步重點。

新形勢下針對“三農”困局，我國政府順應農業農村領域產業融合發展的客觀趨勢，提出將產業鏈、價值鏈等現代產業組織方式引入農業，推動農村“一二三”產業融合和產業鏈一體化發展。農村產業融合發展成為拓展農村產業新空間和破解“三農”困局的重要路徑。為推動我國特色熱帶作物實現創新技術集成并推進產業鏈一體化模式構建和推廣應用，本文基于前文研究結果得出以下啟示。

生產階段：土地是特色熱帶作物產業發展的根基，土壤健康問題已成為制約特色熱帶作物產業高質量發展的瓶頸。基于此，在特色熱帶作物產業發展過程中，應優化種植結構，合理利用土地資源；構建人工微生物群落土壤質量監測系統，加強土壤健康狀況調控技術的創新研發。種質資源是育種的基石、特色熱帶作物產業的“芯片”。目前，我國特色熱帶作物種質資源品種豐富，但保存、推廣和應用不足。一方面應加強特色熱帶作物種質資源有利基因挖掘；另一方面也應加強優異種質資源的收集、引進和保存，以應對未來不確定性的氣候環境。

加工銷售階段：深度加工技術是產品多元化、適應消費需求變化的重要技術保障。當前，以我國天然橡膠為代表的特色熱帶作物，在鮮膠乳高效高質預處理、高質高效分離、高品質濃縮、關鍵技術和配套工藝技術的驅動下，成功研發新加工產品，有效拓寬了熱帶作物產業經濟增收渠道，降低了粗加工給環境造成的生態負擔。基于此，特色熱帶作物產業加工環節應進一步加強對消費市場需求的調研，并加強對高需求加工產品精深加工技術或新消費模式的創新研發。

良好的人力資本和創新型人才是特色熱帶作物產業鏈條一體化發展的重要基礎。基于此，應集中中央和地方科研人才培養力量，加強育種、土壤營養健康監測或健康土壤培育、大苗移栽技術、創新加工技術等專業技術型人才的培養；建立數據資源交流平臺，強化“產加銷”環節數據分析優秀人才的培育；重視各級技術在實踐中應用推廣人才的教育培訓，促進理論成果落地，以提高我國熱帶作物產業經濟效益。