糧食生產(chǎn)生態(tài)效率測算與改善路徑

陳寶珍 任金政

摘要：糧食生態(tài)效率是衡量糧食生產(chǎn)與資源環(huán)境協(xié)調(diào)的重要指標。將面源污染納入到糧食生產(chǎn)效率測算體系，運用改進的SBM-DEA對全國31個省市自治區(qū)2006-2015年的糧食生態(tài)效率進行測算，并根據(jù)生產(chǎn)過程中各投入產(chǎn)出因素的冗余率或不足率提出改善途徑。研究結果表明，從全國來看，研究期間中國糧食生態(tài)效率總體呈緩慢上升趨勢，糧食主產(chǎn)區(qū)生態(tài)效率增長幅度明顯;從地區(qū)來看，東北地區(qū)、中部地區(qū)、西部地區(qū)和東部地區(qū)糧食生態(tài)效率依次遞減;從省市自治區(qū)來看，上海、西藏、青海、吉林和新疆等省市自治區(qū)的糧食生態(tài)效率較高，而山西、甘肅、廣東、浙江、河北和陜西等省份的糧食生態(tài)效率相對較低;中國糧食生態(tài)效率較低的原因，主要在于資源投入過多和污染排放指標較高，降低糧食生產(chǎn)的資源消耗和污染排放是提高中國糧食生態(tài)效率的主要途徑。

關鍵詞：糧食生態(tài)效率;冗余率;不足率;改善路徑

中圖分類號：F323.22 文獻標識碼：A 文章編號：1000-4440（2019）01-0211-08糧食生產(chǎn)關系到國計民生和國家安全。2004年以來，中國糧食產(chǎn)量不斷攀升，2017年糧食生產(chǎn)能力達到6×10（11）kg，有力保障了經(jīng)濟社會的穩(wěn)定發(fā)展。但在產(chǎn)量增加的同時，糧食生產(chǎn)的資源稟賦變化也應引起足夠注意，如農(nóng)業(yè)勞動人口逐漸減少，城鎮(zhèn)化過程中耕地面積的不斷減少，水資源的嚴重短缺，化學制品過量使用引起的面源污染等。根據(jù)《第一次全國污染普查公報》，農(nóng)業(yè)總氮、總磷排放比例高達57.2%和67.3%，其中化肥、農(nóng)藥的過量使用是造成面源污染的重要原因。黨中央國務院充分認識到這一問題的嚴重性，十九大報告提到要著力解決突出環(huán)境問題，加強農(nóng)業(yè)面源污染防治;2017年和2018年的1號文件都提出了一些具體要求，如2017年的“推行綠色生產(chǎn)方式，增強農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力，要深入推進化肥農(nóng)藥零增長行動，促進農(nóng)業(yè)節(jié)本增效”;2018年的“加強農(nóng)業(yè)面源污染防治，將開展農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展行動作為農(nóng)村突出環(huán)境問題綜合治理和建設生態(tài)宜居美麗鄉(xiāng)村的重要內(nèi)容”。

提高糧食生產(chǎn)效率，減少農(nóng)業(yè)面源污染是當前中國面臨的極為迫切的問題。糧食生態(tài)效率是對糧食生產(chǎn)效率和生態(tài)保護綜合要求的表達，糧食生態(tài)效率不但要求效率，即以最少的資源投入實現(xiàn)最大的產(chǎn)量，同時推崇生態(tài)的生產(chǎn)方式，以謀求產(chǎn)出既定條件下的污染最小化，因而兼顧了糧食產(chǎn)量和生態(tài)環(huán)境的雙重要求。在農(nóng)業(yè)供給側結構性改革的趨勢下，糧食生態(tài)效率的提升是增質(zhì)提效的具體體現(xiàn)，有利于實現(xiàn)糧食生產(chǎn)的可持續(xù)，真正做到綠色、協(xié)調(diào)發(fā)展。1國內(nèi)外研究述評

糧食生產(chǎn)效率的高低直接關系中國糧食安全問題和農(nóng)民生活水平。對糧食生產(chǎn)效率的測算，除了關注傳統(tǒng)意義上的土地、勞動力、水等投入要素，也應看到糧食生產(chǎn)的生態(tài)環(huán)境效應。生態(tài)效率（Eeo-efficiency）概念最早由Schaltegger和Sturm提出20世紀90年代隨著世界可持續(xù)發(fā)展工商業(yè)聯(lián)合會（WBCSD）的推廣而廣受重視。生態(tài)效率有眾多定義，其核心在于生產(chǎn)評價中引入經(jīng)濟和生態(tài)雙重維度。依照生態(tài)效率思想，在農(nóng)業(yè)生態(tài)效率評價中不但要重視期望產(chǎn)出（經(jīng)濟效益）最大化，還要重視非期望產(chǎn)出（生態(tài)負面影響）最小化。國外學者對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染問題研究較早，如Donoso等研究了智利化肥、農(nóng)藥使用量對環(huán)境污染的影響11]。Reddy等從污染損失角度評估了農(nóng)村地區(qū)水污染的經(jīng)濟損失，具體包括對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，人類健康和牲畜的損失。在農(nóng)業(yè)生態(tài)效率具體研究方面，Vlontzos和Pardalos將溫室氣體引入DEA模型對歐洲國家進行農(nóng)業(yè)生態(tài)效率的評價分析，通過對國家問農(nóng)業(yè)生態(tài)效率的比較，發(fā)現(xiàn)不同發(fā)展水平的國家農(nóng)業(yè)生態(tài)效率存在顯著差異。Fei等采用非徑向方向距離函數(shù)評價了中國各省市自治區(qū)農(nóng)業(yè)能源消耗和二氧化碳投入產(chǎn)出的綜合生態(tài)效率，發(fā)現(xiàn)中國大部分省份的農(nóng)業(yè)綜合效率偏低，各地區(qū)之間由于資源條件差距呈現(xiàn)出不同方向的松弛。在中文文獻方面，大部分研究集中于中國生態(tài)效率的測算和分析，而將農(nóng)業(yè)部門作為主體進行生態(tài)效率研究的文獻較少，針對糧食生產(chǎn)的生態(tài)效率研究更少。潘丹和應瑞瑤對中國30個省市自治區(qū)的農(nóng)業(yè)生態(tài)效率進行了測算，認為1998-2009年中國農(nóng)業(yè)生態(tài)效率雖然呈現(xiàn)緩慢上升態(tài)勢，但整體仍處于較低水平，資源的過度消耗和環(huán)境污染物的過量排放是農(nóng)業(yè)生態(tài)效率低的主要原因。程翠云等利用基于機會成本的經(jīng)濟核算方法對中國2003-2010年的農(nóng)業(yè)生態(tài)效率進行總體分析與評價，認為農(nóng)業(yè)生態(tài)效率總體水平比較低，但呈逐年好轉(zhuǎn)的趨勢，農(nóng)業(yè)生態(tài)效率空間分布特征顯著。王寶義和張衛(wèi)國測算了中國東部、中部、西部三大地區(qū)、八經(jīng)濟區(qū)及省際農(nóng)業(yè)（種植業(yè)）生態(tài)效率，發(fā)現(xiàn)中國農(nóng)業(yè)生態(tài)效率總體呈現(xiàn)“w”結構且表現(xiàn)為上升趨勢，但是因化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜的過度使用而造成的負面作用在部分地區(qū)仍十分突出。具體到糧食生產(chǎn)角度的生態(tài)效率研究較少，主要以傳統(tǒng)意義上的全要素生產(chǎn)率的測算分析為主。張利國和鮑丙飛分析了中國糧食主產(chǎn)區(qū)糧食全要素生產(chǎn)率時空演變及驅(qū)動因素，認為從時間維度看，主產(chǎn)區(qū)糧食全要素生產(chǎn)率年均增長1.3%，且是技術進步“單軌驅(qū)動”模式：從空間維度看，主產(chǎn)區(qū)糧食全要素生產(chǎn)率除四川省下降之外，其余省市自治區(qū)糧食全要素生產(chǎn)率均上升。楊義武等運用1999-2013年省級面板數(shù)據(jù)，基于動態(tài)廣義矩估計和空間計量模型，考察了農(nóng)業(yè)前沿技術進步和技術效率對糧食增產(chǎn)的作用渠道，認為農(nóng)業(yè)前沿技術進步和技術效率對糧食增產(chǎn)均具有顯著的促進作用，且前者的邊際效應大于后者。

綜上所述，國內(nèi)外學者越來越重視農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的生態(tài)效率，但大部分研究針對整個農(nóng)業(yè)部門，缺少對農(nóng)業(yè)具體部門，尤其是糧食生產(chǎn)效率的深入分析。對糧食生態(tài)效率的研究符合農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展要求，具有國家層面的戰(zhàn)略意義，還直接關系農(nóng)民的持久收入和鄉(xiāng)村振興的實現(xiàn)。本研究主要借鑒前人對農(nóng)業(yè)生態(tài)效率研究的相關成果，將研究重點聚焦在糧食生產(chǎn)過程，在效率評價體系中綜合考慮資源、環(huán)境和經(jīng)濟要素，采用SBM-DEA模型具體測算各省市自治區(qū)糧食生產(chǎn)的生態(tài)效率，在此基礎上分析了各省份糧食生態(tài)效率的時空分布特征，并對各省份生態(tài)效率的松弛變量展開深入分析，從而更具有針對性地提出相應的建議對策。

2研究方法和數(shù)據(jù)選擇

2.1 SBM-DEA模型

DEA分析方法最初由Charnes等提出，第一個模型為CCR模型。Banker等將CCR模型中規(guī)模收益不變的假定改為規(guī)模收益變動的假定，即考慮規(guī)模收益可變（VRS）的BCC模型，該模型可以評價不同部門間的相對技術有效性。本研究基于Tone建立的SBM模型，該模型將松弛指標包含在目標函數(shù)之中，因而能將非期望產(chǎn)出納入到效率計算的過程中，考慮不同角度的改進空間。其基本原理如下：

3糧食生產(chǎn)效率測算和改善路徑分析

3.1糧食生產(chǎn)效率測算結果時空分析

利用基于SBM-DEA的生態(tài)效率評價模型，對中國31個省市自治區(qū)2006-2015年的糧食生產(chǎn)的生態(tài)效率進行測算。計算所得全國及各地區(qū)平均糧食生態(tài)效率見圖1，各省市自治區(qū)糧食生態(tài)效率均值見圖2。

根據(jù)計算結果可知，（1）從全國范圍看，2006-2015年糧食生態(tài)效率呈緩慢上升趨勢。東北地區(qū)糧食生態(tài)效率最高，其次為中部地區(qū)和西部地區(qū)，東部地區(qū)最低。（2）上海、西藏、青海、吉林和新疆是糧食生態(tài)效率均值高的省市自治區(qū)，年均糧食生態(tài)效率高于0.90。糧食生產(chǎn)過程中較好地實現(xiàn)了資源節(jié)約和環(huán)境保護。（3）山西、甘肅、廣東、浙江、河北和陜西是糧食生態(tài)效率低的省份，年均糧食生態(tài)效率值均低于0.35，糧食生態(tài)效率較低反映了這部分省份糧食生產(chǎn)方式較為粗放，不利于糧食生產(chǎn)的可持續(xù)。（4）受自然資源條件、經(jīng)濟發(fā)展水平、勞動力狀況等因素的制約，不同省市自治區(qū)糧食生態(tài)效率的差距較大。從直觀上來看，糧食生態(tài)效率與單純的糧食產(chǎn)量沒有明顯的一致性，說明綜合考慮資源消耗和環(huán)境因素的生態(tài)效率評價不同于只注重糧食產(chǎn)量單一指標的傳統(tǒng)思路。

從圖3可以更為直觀地看出各省市自治區(qū)2006-2015年糧食生態(tài)效率的時空分布和變動情況。從地區(qū)來看，東北地區(qū)和西南地區(qū)糧食生態(tài)效率始終保持在較高水平，而東南沿海地區(qū)的經(jīng)濟較發(fā)達省份始終處于生態(tài)效率較低的狀態(tài)，中部地區(qū)糧食生態(tài)效率改善明顯;從各省市自治區(qū)來看，四川、湖南、北京、山東和江西的糧食生態(tài)效率增加幅度最大，在研究期間分別增加了85.58%、81.68%、78.43%、69.70%和36.22%，糧食生態(tài)效率的提高表明生產(chǎn)方式的綠色化、集約化趨勢;而貴州、新疆、陜西、廣西和浙江是糧食生態(tài)效率下降最為嚴重的5個省市自治區(qū)，分別下降了34.22%、19.20%、2.99%、2.73%和1.86%，說明這些省市自治區(qū)在兼顧糧食生產(chǎn)和環(huán)境方面仍存在一定缺陷;山東、內(nèi)蒙古、江西、湖南、四川、河南、安徽、江西等糧食主產(chǎn)區(qū)生態(tài)效率得到明顯改善，表明糧食生產(chǎn)的規(guī)模優(yōu)勢有助于提高糧食生態(tài)效率。

3.2糧食生態(tài)效率損失分析

通過測算各省市自治區(qū)投入、產(chǎn)出指標的松弛變量值，確定各省市自治區(qū)的投入冗余率、期望產(chǎn)出不足率以及非期望產(chǎn)出冗余率，判斷出各省市自治區(qū)糧食生態(tài)效率的改進空間，測算結果如表2所示。

從全國范圍來看，投人中的用水量、勞動力和動力等方向的冗余較多，部分省市自治區(qū)存在70%以上的冗余率。說明這3個方向的過度投入是中國糧食生態(tài)效率較低的重要原因;期望產(chǎn)出方向的不足較少，說明糧食產(chǎn)量方向改進空間較小，糧食產(chǎn)出不足已不是中國糧食生態(tài)效率損失的原因：大部分省市自治區(qū)都存在非期望產(chǎn)出方向的冗余，平均冗余率高達48.54%。糧食生產(chǎn)的面源污染問題已成為生態(tài)效率低下的最主要原因。從各地區(qū)來看，東部地區(qū)的松弛主要表現(xiàn)為勞動力、農(nóng)藥、化肥、動力投入過多，以及面源污染問題;西部地區(qū)的松弛則表現(xiàn)為土地、勞動力以及水資源投入過多，與其他省市自治區(qū)相比，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式過于粗放。從各省市自治區(qū)來看，山西、陜西、內(nèi)蒙古、甘肅和云南的土地投入冗余較為嚴重，陜西、云南、甘肅、山西和廣東勞動力投入冗余較為嚴重，廣東、甘肅、廣西、江蘇和福建用水量冗余較為嚴重，浙江、陜西、福建、海南和河北綜合資源投入冗余較為嚴重，天津、河北、山西、浙江和甘肅動力投入存在較大冗余，湖北、江蘇、河北、廣東和云南面源污染方向存在大量冗余，糧食產(chǎn)量方向基本不存在不足問題。

3.3糧食生態(tài)效率提升路徑分析

（1）提高資源利用效率，推行可持續(xù)生產(chǎn)方式

總體來看中國現(xiàn)階段糧食生態(tài)效率不足的主要原因是過多的資源消耗和面源污染。部分地區(qū)土地規(guī)模小、土地流轉(zhuǎn)速度較慢，造成土地利用效率低，生產(chǎn)方式粗放，應加快完善土地經(jīng)營權流轉(zhuǎn)市場，形成土地利用規(guī)模經(jīng)濟：勞動力投入冗余省份應采取適當?shù)拇胧┐龠M農(nóng)村人口的轉(zhuǎn)移就業(yè)，深入推動鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，提高單位勞動人口所創(chuàng)造的糧食產(chǎn)量和經(jīng)濟價值;糧食生產(chǎn)用水需求較大，應大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，改變傳統(tǒng)的大水漫灌低效率的用水方式，在農(nóng)村推廣節(jié)水灌溉方式，提高水資源的利用效率：控制農(nóng)藥、化肥等化學資源的使用量，同時警惕盲目推進農(nóng)業(yè)機械化，避免走發(fā)達國家石油農(nóng)業(yè)的老路，重視有機農(nóng)業(yè)的發(fā)展，促進機械技術現(xiàn)代化與生物技術現(xiàn)代化同步推進，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，在提高產(chǎn)量的同時將污染程度降到最低：此外，還應加強面源污染的管理和防治，通過測土配方施肥等技術手段合理控制要素投入，提高糧食生產(chǎn)的可持續(xù)性。

（2）發(fā)揮糧食主產(chǎn)區(qū)糧食生產(chǎn)優(yōu)勢，兼顧非主產(chǎn)區(qū)糧食生態(tài)效率

結合中國糧食生產(chǎn)實際，提高糧食生態(tài)效率不僅要在投入產(chǎn)出具體方向進行改進，還應在糧食生產(chǎn)總布局上下功夫。研究結果表明，2006-2015年糧食主產(chǎn)區(qū)生態(tài)效率得到明顯改善，對全國生態(tài)效率的提升起到支撐作用。應進一步突出主產(chǎn)區(qū)糧食生產(chǎn)優(yōu)勢，重點加大對主產(chǎn)區(qū)內(nèi)低效率省份的整治，綜合采用技術、財政手段，提高河北、江蘇、湖北、遼寧的糧食生態(tài)效率，實現(xiàn)糧食主產(chǎn)區(qū)全部省市自治區(qū)糧食生態(tài)效率最大化：對于非糧食主產(chǎn)區(qū)省市自治區(qū)，因地區(qū)差異，所造成糧食生態(tài)效率低下的原因不同，故應采取差異化的政策支持措施，使之與當?shù)氐纳a(chǎn)條件相匹配，因地制宜地提高各地區(qū)糧食生態(tài)效率。

（3）提高科技水平，為糧食生態(tài)效率的改善提供有力支撐

在糧食生產(chǎn)過程中，無論提高資源利用率還是降低污染排放量，都離不開科學技術的支持，應加大對糧食生產(chǎn)相關科學技術研究的支持和推廣。依靠科技進步不但能提高中國糧食生產(chǎn)綜合效率，還有助于降低成本，提高中國糧食在國際市場的競爭力，增加農(nóng)民收入。

4討論

糧食生態(tài)效率的測算過程考慮了資源投入和糧食產(chǎn)量以及糧食生產(chǎn)過程中對環(huán)境的影響，改善了只注重產(chǎn)量和產(chǎn)值的傳統(tǒng)思維模式，符合農(nóng)村農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略。通過對全國31個省市自治區(qū)2006-2015年的糧生態(tài)效率進行測算，結果表明10年間中國糧食生態(tài)效率總體呈緩慢上升趨勢;從地區(qū)來看，東北地區(qū)、中部地區(qū)、西部地區(qū)和東部地區(qū)糧食生態(tài)效率依次遞減，各地區(qū)的變動情況表現(xiàn)為東北地區(qū)、西南地區(qū)和東南沿海地區(qū)變動較小，中部地區(qū)生態(tài)效率改善明顯;從省份來看，上海、西藏、青海、吉林和新疆等省市自治區(qū)糧食生態(tài)效率較高，而山西、甘肅、廣東、浙江、河北和陜西等省份糧食生態(tài)效率較低，各省份效率變動情況突出表現(xiàn)為山東、內(nèi)蒙古、江西、湖南、四川、河南、安徽、江西等糧食主產(chǎn)區(qū)生態(tài)效率增長幅度較大。松弛變量計算結果表明，勞動力，化肥、農(nóng)藥、柴油和機械動力過多投入以及由此引發(fā)的面源污染問題是東部地區(qū)糧食生態(tài)效率不高的主要原因，而土地、勞動力和水的過度使用即“粗放型”農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式是西部地區(qū)糧食生態(tài)效率較低的主要原因。資源投入冗余和污染排放冗余是中國糧食生態(tài)效率較低的主要原因，降低糧食生產(chǎn)的資源消耗和污染排放是提高中國糧食生態(tài)效率的主要手段。

糧食生態(tài)效率測算過程中，受糧食生產(chǎn)相關指標數(shù)據(jù)短缺因素影響，相應指標按農(nóng)業(yè)整個部門的指標進行折算。該方法有可能與實際情況存在部分偏差，但采用SBM-DEA模型所計算的生態(tài)效率是各省市自治區(qū)的相對效率，測算結果仍能反映出各省市自治區(qū)糧食生產(chǎn)的效率狀況，研究結論總體符合現(xiàn)實情況。相對于以往對農(nóng)業(yè)部門生態(tài)效率的研究而言，糧食生態(tài)效率的研究更為具體，研究結果和政策分析更具有針對性和可操作性。提高糧食生產(chǎn)的生態(tài)效率符合鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，有利于實現(xiàn)糧食生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，促進糧食增產(chǎn)、人民增收，有助于建設產(chǎn)業(yè)興旺、生態(tài)宜居、生活富裕的美麗鄉(xiāng)村。