粮食产量影响因素的实证分析与贡献度测算

范东君 ，朱有志

(1.湖南农业大学，湖南 长沙 410003，2.湖南社科院，湖南 长沙 410003)

一、引言

民以食为天，粮食问题是关系到国计民生的重大安全问题。中国人口众多，人均耕地面积较少，随着人口的增长，粮食需求日益增长，随着城市化和工业化的加速推进，大量资源不断流向城市，农业可耕种面积日益萎缩，使得粮食生产面临较为严峻的形势，粮食生产问题如果解决不好，就会给中国的经济发展和社会稳定带来制约和冲击。保证13亿多人口的粮食供给是中国的头等大事，它关系到整个国家经济、政治、文化、军事的可持续发展。自改革开放以来，中国粮食总体状况呈现出递增，但也出现过多次下降现象，尤其是1998年至2004年，中国粮食产量下降比较明显，自2005年以来，虽然农业税被逐渐取消，粮食产量得到了一定回升，但是增长幅度并不大，根据全国31个省(区、市)的抽样调查结果显示，2009年全国粮食总产量53082万吨，比2008年增加了211万吨，仅增长0.4%。因此，提高粮食产量仍是中国面临的一个艰巨任务。

粮食综合生产能力与粮食安全问题是当今一个世界性重大难题，备受各国政府和专家学者的关注与研究。因此科学地认识中国粮食综合生产能力及其形势，深入分析影响中国粮食生产的因素，探寻制约中国粮食生产的制约因素，实现“两型”粮食生产，为制定合理的粮食生产政策提供理论依据，构建可持续发展的和谐社会，具有十分重要的实践意义。

二、文献回顾

自从Solow(1957)使用总量生产函数进行开创性的经济增长核算研究以来，新古典经济增长理论则主要从生产要素投入的角度来研究经济增长的原因。此后，许多经济学家不断地借用他们的模型，建立生产函数模型，从不同领域的要素投入与总产量来研究经济增长的决定因素。在此基础上，已有大量经济学家对粮食生产影响因素进行了深入研究，主要涉及以下几个方面:

一是粮食生产补贴政策。Schmitz等(2002)认为粮食直补政策对农户粮食生产不会产生明显影响，而专项生产性补贴(如农机补贴)具有更强的激励作用。韩喜平(2007)、沈淑霞(2008)、陶建平(2008)等提出了同样的看法。程杰(2009)则认为中国粮食直补对农户非农劳动投入有显著的负面效应。盛艳(2006)通过农户调查数据分析认为，粮食直补政策在影响粮食生产方面具有显著作用，其对粮食生产的影响主要是通过激励农户扩大粮食种植面积实现的。张红玉、赵俊兰(2008)提出了同样的看法。陈慧萍、武拉平、王玉斌(2010)利用2004－2007年分省粮食生产数据，对土地、资本、劳动投入和自然灾害对产量的影响情况进行定量分析，得出粮食补贴政策对粮食产量有正向影响，主要通过影响播种面积和资本投入两种途径发挥作用;补贴对资本投入和对播种面积两种途径影响产量的效果大致相当，对资本投入产生的影响略为显著;在粮食主产区、产销平衡区和主销区，补贴发挥作用的途径不一样，主产区补贴对资本投入的影响十分显著。而刘俊杰(2008)利用小麦、玉米、早灿稻投入产出面板数据，得出补贴政策和减免农业税对粮食产量增加的作用十分有限。

二是粮食生产要素投入。周四军(2003)用我国1983－2001年间粮食生产的投入产出数据，由CD生产函数的估计发现，我国粮食生产主要依赖于有效播种面积和农用化肥施用量，而劳动力和技术对粮食产量影响不显著。吴玉鸣(2004)利用通径分析，分析粮食生产要素投入，得出结论:化肥施用量、农业机械总动力和有效灌溉面积是决定我国粮食生产的主要因素。谢杰(2007)则认为土地和化肥使用是影响粮食生产的最主要要素。廖洪乐(2005)采用C－D生产函数模型对影响农户水稻产量的因素进行了分析，发现播种面积对水稻产量有显著正影响，劳动力和化肥投入对水稻产量影响不显著。严士清、徐敏(2005)则通过建立非线性动力学模式得出粮食产量与耕地面积间的正比关系，且进一步认为土地是粮食生产的最重要因素。肖国安、王文涛(2007)分三个层次考虑粮食生产的影响因素，认为有效灌溉面积、化肥施用量、农业机械化程度等微观因素财政三项投入会影响粮食生产。马文杰、冯中潮(2008)运用面板数据模型对全国粮食生产1999－2004的投入产出数据进行分析，估计出我国粮食生产的投入产出关系，得出粮食播种面积是影响我国粮食生产的最主要因素，农业机械总动力、劳动力和农用化肥施用量对中国粮食生产仍有正效应。

三是粮食生产技术。zhujing(2004)指出技术研发是农业增长的主要动力。谢杰(2007)认为在土地、化肥施用已达极限的背景下，技术进步是提高中国粮食产量的新途径。范群芳、董增川等(2008)认为提高粮食生产技术效率是提高单产的主要途径。亢霞、刘秀梅(2005)利用1992－2002年分省的成本和产量数据，估计了小麦、玉米、大豆、粳稻、早籼稻、中籼稻和晚籼稻的随机前沿生产函数，认为提高粮食生产技术效率是增加粮食产量的现实选择。

四是粮食价格。Fred Gale等(2005)认为2004年产量增加主要是因为当年年初中国及国际市场粮价高和天气适宜所致;NicoHeerink(2006)通过建立村级一般均衡模型，分析得出粮食价格升高才是导致产量上升的原因。肖国安、王文涛(2007)分三个层次考虑粮食生产的影响因素，认为生产成本、粮食零售价格、粮食收购价格等中观因素也会影响粮食生产。刘小春、翁贞林、朱红根(2008)通过调查发现，多数人增加种植面积的主要原因是“粮价上涨”，而非粮补政策。曾福生、戴鹏(2011)利用协整分析得出，价格是影响粮食生产变动最为关键的因素，也是寻找提高粮食生产的突破口。五是粮食生产相关制度。肖国安、王文涛(2007)分三个层次考虑粮食生产的影响因素，制度创新、政策导向等宏观因素会影响粮食生产。朱健(2009)认为中国农村土地产权界定与粮食生产密切相关。目前的农地制度，包括农村土地集体所有、国家对农用地向建设用地的流转进行管制、农地使用权定期调整等，通过不同途径影响粮食生产。黄金波、周先波(2010)通过利用1978－2008年间中国30个省市区的面板数据，对改革开放以来中国粮食生产进行了随机前沿分析。认为，农业基础设施建设和制度因素是影响中国粮食生产技术效率的关键因素。

六是自然灾害。王祖力、肖海峰(2007)则认为成灾面积会严重影响粮食综合生产能力;张丽丽、王建军(2010)通过建立中国1979－2007年粮食生产函数并结合贡献率分析得出自然灾害对粮食产量显著的负面影响，继而应用趋势分解法分析了自然灾害对粮食产量波动的负影响;俞云、李芳(2010)根据中国近30年的粮食产量统计资料，引入变截距双对数模型在不同阶段农业气象灾害对粮食产量的影响进行计量分析，结果表明，农业气象灾害对粮食产量的负面影响均较显著。

此外，傅泽强(2001)等人认为农业资源的优劣是影响粮食生产的重要因素;叶慧、王雅鹏(2007)在分析城市化进程与粮食安全相互影响的基础上，借助系统科学理论建立动态祸合模型，较详细地对不同时期中国城市化与粮食安全间的关系进行分析，并认为1997年以来城市化与粮食安全已经存在相互胁迫关系，中国已经进入粮食安全危机潜伏阶段。王桂新、冷淞(2008)提出了同样的看法。范东君(2009)借助博弈论静态分析模型，得出政府在粮食生产上的机会主义行为倾向会严重影响粮食生产。

在中国粮食生产过程中，资本、劳动、自然资源投入量以及技术对粮食生产总量到底影响如何?各种要素对粮食生产的贡献程度到底多大?就这些问题展开定量研究，意义十分重大。鉴于此，本文在充分吸收前人研究成果基础上，利用中国农村统计年鉴和中国统计年鉴最新数据，通过协整检验和格兰杰检验，并通过公式计算出了各种要素对粮食总产量的贡献程度，以便为粮食生产提供更加合理的支持政策。

三、模型与数据

(一)模型与数据来源说明

粮食的投入产出方程，选取土地、资本、劳动、技术为解释变量。由于自然灾害、市场制度等难以衡量，因此本文不予以考虑。鉴于CD函数对粮食生产具有很好的模拟效果，因此选用对数CD函数，使用最小二乘法估计各变量参数。本文选择Cobb－Douglas生产函数表达式:

式中Q是产出，K、L、N分别表示资本、劳动、自然资源投入量，A表示技术进步率，α表示劳动对产出的贡献，β表示资本对产出的贡献，η表示自然资源对产出的贡献率。A、α、β、η都为参数。考虑到技术进步的影响，在(1)中考虑时间因素的影响和添加随机变量后，则:

取对数后得:

本文用时间序列的研究方法，选取1985－2008年统计数据为研究对象。粮食产出Q采用各年粮食总产量。本文所使用的资本投入为财政投入农业的数量，劳动力为历年从事农业的劳动力数，技术进步则选用农业机械总动力。所有的数据来自《中国农村统计年鉴2009》和各年的《中国统计年鉴》。

1.计量模型的设定

根据对影响粮食产量的分析和已有的研究成果，我们考虑可能影响粮食产量的因素有:财政投入、农业劳动力投入、农业机械总动力、粮食播种耕地面积、水资源状况、化肥施用量等，其他未考虑变量为余值。假定这些因素都以线性关系影响着粮食产量强度，我们的计量模型可以设定为:

其中，Q代表粮食总产量;FI表示财政投入农业额;AL表示从事农业的劳动力数量;AM代表农业技术水平，用农业机械总动力来代替;RA表示粮食播种面积;IA表示农业有效灌溉面积;CF表示农业化肥施用量;λi为需要估计的参数，代表以上各相关因素对粮食生产的影响程度;其他未能考虑到的变量和由于模型线性形式设定的影响都归入到误差项ε之中。为了消除解释变量间的异方差性和自相关性，我们对解释变量和被解释变量取自然对数，其模型改进为:

2.各经济变量的实证检验

(1)单位根检验

表1 ADF单位根检验

本文选取了1985－2008年的有关年度数据，所有的数据来自《2009年中国农村统计年鉴》和《中国统计年鉴》。

由于所研究变量只有具有同一单位根才可能存在协整关系，因此首先我们对所研究变量进行单位根检验。单位根检验结果见表1。

表1的检验结果表明，所研究的变量都是一阶单整的，可以进行协整检验。

(2)协整检验和协整方程

协整反映的变量虽然有各自长期波动规律，但它们之间存在着长期稳定的均衡关系。根据协整理论，只有同阶单整的序列之间才可能存在协整关系。通过上述单位根检验可知，粮食总产量、农业财政投入额、农业劳动力、农业机械总动力、粮食播种面积、有效灌溉面积、化肥施用量是单整序列，因而可以对其进行协整检验。检验结果见表2。

表2 Johansen协整检验

协整检验结果表明，LNQ与 LNFI、LNAL、LNAM、LNRA、LNIA、LNCF之间的确存在协整关系。粮食产量的协整方程为:

LNQ=－1.444456+0.212084LNFI+0.408981LNAL

(0.26799) (0.00057) (0.00105)

+0.108519LNAM－1.500547LNRA+3.554760LNIA

(0.00114) (0.00167) (0.00249)

+0.348691LNCF

(0.00064)

从协整方程可知，财政投入、农业劳动力、农业机械化水平、有效灌溉率、农业化肥施用量与粮食产量呈明显的正相关。但粮食播种面积与粮食产量之间出现负相关，说明我国粮食产量近年来平稳上升的同时，耕地面积却有所减少。

(3)粮食产量趋势滤波分析

为了更好地了解粮食产量的变化趋势，根据上面的粮食总产量协整方程，把基本经济变量实际值代入此方程，我们就可以得到粮食总产量近些年的变化情况。在此，我们运用H－P滤波法对协整方程进行处理。粮食总产量结果见下图。

从上图可以看出，在过去23年里，中国粮食产量总体上是呈现递增的趋势，从1985年至1997年，粮食产量增加较多，而1997年至2004年几乎没有什么增长，2004年以后又呈现小幅增长态势，这主要是2005年以后逐渐取消了农业税，在一定程度上提高了农户种粮的积极性，增加了粮食产量。

(4)Granger因果关系检验

由于VAR模型是非结构化的但模型形式为线性形式，因此需要确定变量间是否具有相互因果关系。Granger因果检验的基本思想是:若变量X是变量Y的原因，则X变化应当发生在Y的变化之前，一般而言，如果变量X是引起变量Y变化的原因，即在Y关于Y的过去值(滞后值)的回归中，添加X的过去值(滞后值)作为解释变量，应当显著地增加回归方程的解释能力，如果用数学语言描述，则有:

这表明如果利用过去X和Y的值对Y进行预测，比只用Y的过去值来预测所产生的预测误差要小，则称X是引起Y变化的格兰杰原因;二是Y不应当有助于预测X。其原因是若X有助于预测Y，同时Y也有助于预测X，那么则很有可能存在一个或多个其他变量，既是引起X变化的原因，也是引起Y变化的原因。

要检验上述两个条件是否成立，则需要建立原假设:X不是引起Y的原因，若检验这个假设是否成立，首先用回归方程(6)进行估计。

若系数 β1、β2、…、βn同时显著不为 0，则拒绝原假设，也就是说，X是引起Y的原因。根据上述思想，利用Eviews软件包进行各变量间的因果关系检验，检验结果见表3。

表3 Granger因果关系检验

通过Granger因果检验，结果显示LNFI不格兰杰导致LNQ，这一零假设在5%的显著水平被拒绝，说明财政投入增加会引起粮食产量增加，而LNQ不格兰杰导致LNFI在5%水平下接受，说明粮食产量的增加不会引起财政投入的增加。所以，可以得出财政投入农业增加是粮食产量增长的原因，但粮食产量增加不会引起财政投入农业增加，说明财政投入农业增加对中国粮食产量增长是有帮助的。LNAL不格兰杰导致LNQ在5%水平下拒绝零假设，说明农业劳动力对粮食产量是有影响的，而LNQ不格兰杰导致LNAL在5%水平下接受零假设，说明粮食产量对农业劳动力没什么影响，说明农业劳动力是影响粮食产量的原因，而粮食产量与农业劳动力不存在明显的因果关系。LNAM不格兰杰导致LNQ在5%水平下拒绝零假设，说明农业机械化是影响粮食产量的原因，但LNQ不格兰杰导致LNAM在5%水平下接受零假设，说明粮食产量变化引起农业机械化的变化，因此，农业机械化水平是粮食产量变化的原因，反之不成立。LNRA不格兰杰导致LNQ在5%水平下接受零假设，LNQ不格兰杰导致LNRA在5%水平下也接受零假设，说明粮食播种面积对粮食产量变化影响不明显，二者之间因果关系不是很明显，同时，粮食产量变化也不是粮食播种面积变化的原因。LNIA不格兰杰导致LNQ在5%水平下拒绝零假设，而LNQ不格兰杰导致LNIA在5%水平下接受零假设，说明水利设施是影响粮食产量的原因，而粮食产量则不是影响水利设施的原因，因此我们可以得出，水利设施的完善程度是粮食产量变化的原因，反之则不成立。LNCF不格兰杰导致LNQ在5%水平下拒绝零假设，而LNQ不格兰杰导致LNCF在5%水下接受零假设，说明化肥施用量是影响粮食产量的原因，而粮食产量则不是影响化肥施用量的原因，因此，可以得出，化肥施用量变化会影响粮食产量的变化，反之则不成立。

3.各要素对粮食产量的贡献度

根据粮食产量和各要素的增长率数据，为了更好地了解各要素对粮食产量贡献程度，找到各种要素的相对重要性，以便提出更加有针对性、有重点的对策建议，我们可以进一步计算各要素对粮食产量增长的贡献率。以FI为例，FI对经济增长的贡献率计算公式为:

式中:fg为FI对粮食产量增长的贡献率，β为FI的弹性系数，kFDI为FI的增长率，g为粮食产量的增长率。各因素对粮食产量增长贡献率见表4。

表4 各要素对粮食产量增长的贡献率

从各生产要素对粮食产量增长的相对贡献率来分析，有效灌溉率对粮食增长相对贡献率达到了41.9%，是推动中国粮食增长的最大动力，这说明水利设施对于粮食产量增长是十分重要的。其次，粮食播种面积的扩大也是十分重要的，它对粮食产量增长的相对贡献率达到了24.63%，说明保护好粮食耕地面积对于粮食产量增长是有重要意义的，当然从表4也可以看出，财政投入、农业机械化水平、化肥的投入量也会对粮食产量增长产生一定作用，因此增加财政投入和化肥施用量、提高农业机械化水平也是非常必要的。从表4还可以看出，农业劳动力投入增加对粮食产量增长具有负效用，当农业劳动力增加1%时，粮食产量不仅不会增加，相反还会减少1.3%，说明减少农业劳动力，加快农业劳动力转移，在一定程度上实行土地整理对粮食生产是有积极意义的。

四、结论与建议

(一)结论

1.本文从资本、农业劳动力、技术以及自然资源等四个方面，选取了六个二级指标，实证研究了影响粮食生产的因素，协整结果显示，粮食播种面积与粮食产量呈负相关，而格兰杰因果检验则显示二者相关性不是很明显，说明目前我国粮食生产出现了一定幅度增长，但是由于近些年工业和城镇快速发展，城镇、工业用地增加，再加上农户抛荒现象增加，又由于土地资源本身的稀缺性、不可再生性，使得粮食播种面积出现了一定程度的下降，而农业技术水平的不断提升，可能抵消了耕地面积的影响，增加了粮食产量。而财政投入、农业劳动力投入、机械总动力、有效灌溉率、化肥施用量等变量与粮食生产均有较显著的相关性。

2.本文根据经济增长影响要素的贡献率公式，测算了各变量对粮食产量的贡献度，结果表明，有效灌溉率对粮食产量贡献最大，达到了41.9%，因此加大水利设施投资，完善水利设施对农业生产是非常重要的;其次是粮食播种面积，达到了24.63%，因此确保耕地面积红线不被突破也是非常重要的;紧接着分别是财政投入、化肥施用量、机械动力;相反，农业劳动力投入增加会起负作用，说明目前我国的农业劳动力总量投入是过剩的，因此，加快农业劳动力转移是非常必要的。

(二)建议

1.进一步加快水利设施建设，提高农业综合生产能力。一是要以山塘、小水库建设为基本着力点，重点推进对其清淤与病险水库除险加固，提高其蓄水能力。二是要不断完善防汛抗旱预案，加强水文监测和预警预报系统建设，提高防洪减灾能力。三是要搞好水资源调蓄和配置工程建设，提高供水保障能力。完善灌区灌排体系，推进节水改造，推进现代农村水利建设，提高农业综合生产能力。

2.进一步加大财政支农力度，优化财政支农结构。一是政府要不断加大对农业投入的力度，尤其要强化对农业大县的支持力度，重点增加对农业基础设施和农业科技的投入，以更好地发挥财政资源的配置效率。二是要加强财政支农资金监管，确保政府农业投资及时、足额到位。三是要综合运用财税、种粮补贴、农机补贴、农药化肥补贴等减轻农民负担。

3.强化农民培训力度，加快农村劳动力转移。要不断提高粮食产量，就必须发展现代农业，培养现代化的农业人才。一是要着眼于城乡一体化发展的要求，借鉴城镇职业人员培训的模式，构建现代农民培训服务网络平台，为广大农村劳动者素质的提高提供岗位培训、培训资源及师资力量支持，以实现城乡良性互动发展。二是要加大对农民素质培训的投资力度。进一步整合阳光工程、雨露工程等各种培训项目资金，完善县、乡、村三级教育培训网络，鼓励培训机构进村入户开展有针对性的培训，加快培养农村专业型、特色型人才，提高农民就业创业能力，从而加快农业劳动力的转移。

4.充分利用工业技术成果，加快农业技术推广应用。一是各地要成立农业技术研发、推广、指导、应用基地，培训一批懂农业技术的农民，以加快适用农业技术的推广使用。二是要积极支持农业科研单位、涉农企业、农业产业化经营组织、中介组织等参与农业技术推广服务。三是要积极探索基层农技推广机构与农业科技示范基地、科技进村服务站等多元化服务组织的有效衔接方式，努力构建并完善以县乡农业推广机构为主导的基层农技推广网络。四是要层层分解任务，责任到人，实行农业技术推广任务与奖惩挂钩。五是要不断完善农业基础设施，为农业技术的推广提供便利，保障农业技术推广的落实。

5.严格城乡非农用地底线，确保土地红线不被突破。要确保稳定的粮食生产，就必须严格控制城乡非农用地底线，确保土地红线不被突破。一是要严格城乡非农用地指标审批，防止城乡为了发展工业、房地产业以至休闲产业而大量圈占农田;同时还要抑制农村使用良田建房，防止大量浪费土地资源。二是要加大对城乡旧房的改造，使这些土地资源得到充分利用，达到帕累托最优状态。三是要进一步完善土地利用相关法律法规体系建设，确保土地合法、合理利用，为确保农业的稳定发展提供坚强的制度保障。四是坚持最严格的耕地保护制度，土地利用总体规划确定的基本农田面积和布局不得随意改变，层层落实责任，明确地方政府耕地数量，以确保农田总量不减少、用途不改变，综合生产能力不下降。

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