气候变化、财政支农支出与农业产出——基于山东省17地市面板数据的实证分析

朱铁辉 茹 蕾 陈永福

(天津大学 管理与经济学部，天津 300072;中国农业大学经管学院，北京 100083)

气候变化、财政支农支出与农业产出
——基于山东省17地市面板数据的实证分析

朱铁辉 茹 蕾 陈永福

(天津大学 管理与经济学部，天津 300072;中国农业大学经管学院，北京 100083)

基于2000－2009年山东省17地市的面板数据，建立引入气候因素的农业投入产出生产函数计量模型，对影响山东省农业产出的气候因素、政策因素和投入要素及各变量对农业产出增长的贡献率进行实证分析。研究结果表明:2001－2009年山东省农业产出增长的主要支撑是财政支农支出、机械动力、化肥、播种面积和有效灌溉面积的增加。月均降水量的平均贡献率为69．61%，月均气温为－0．05%，降水对农业生产影响非常大。分地区研究结果表明:财政支农支出对鲁西南地区的贡献率最大，其次是鲁中地区、鲁西北地区和半岛地区;降水对四个区域的影响都非常大，均大于45%;气温变动相对不大。随着全球气候变暖、干旱加剧，需要加大对农业生产的技术研究，加强农田水利建设，加大财政支农支出，保障农业生产的安全。

气候变化;财政支农;农业产出

一、引 言

2000年以来，我国实施积极的财政支农政策，大力加强农业基础设施建设，深化改革支农机制和方式，尤其是2004年以来，中央连续出台了8个“一号文件”，实施“四减免”(农业税、牧业税、农业特产税和屠宰税)、“四补贴”(种粮直补、农资综合直补、良种补贴和农机具购置补贴)的支农惠农政策。我国财政支农支出的绝对值和相对值均有很大的提高:从2000年的766．89亿元增加到2009年的6720．41亿元，增加了近7．76倍;财政支农支出占全国财政支出的比重也从2000年的4．83%增加到2009年的8．81%，①数据来源:中国统计年鉴。财政支农支出的力度不断加大。山东省2004年开始全面实行对种粮农民直接补贴，财政支农的支出力度不断加大:2000年财政支农支出为41．19亿元，占山东省财政支出的6．72%，到2009年财政支农支出为369．35亿元，占山东省财政支出的11．3%。②数据来源:山东统计年鉴。财政支农支出对农业生产的影响效果明显。

农业是我国的基础产业，农业生产的稳定关系到国计民生。农业因其天然的脆弱性，容易受气候因素(如气温、降水等)的影响。近五年，我国每年因自然灾害造成的粮食损失达1000亿斤左右，占粮食总产量的10%。以往对农业产出增长影响因素的探讨主要归因于两方面:一是经济技术因素，包括投入要素、技术进步、补贴等因素;二是气候因素(包括气温、降水等因素)、环境变化因素。同时，对财政支农支出与“三农”关系的研究也主要集中于两方面:一是财政支农支出与农民收入的关系;二是财政支农支出与农业产出的关系。其中，有关气候因素对农业生产的研究多借助历史气象数据、农作物生长资料等进行统计分析研究，并通过模型模拟气候变化对粮食生产的影响。

本文基于山东省17地市2000－2009年的面板数据，引入气候因素和财政支农因素，探讨气候变化、财政支农与农业产出的关系。

二、理论框架

农业由于其特有的自然脆弱性，很容易受环境因素的影响，因此在考虑农业产出的影响因素时，除了土地、劳动力、中间投入等传统要素以外，还要考虑自然因素(气温、降水等)对农业生产的影响。生产函数的一般形式可以表示为:

其中，Y为农业产出;Χ表示农业生产投入要素;t表示时间;A(t)表示纯技术进步因素;z表示气候因素;i表示第i个市;j表示k个投入要素中的第j个要素;l表示m个气候要素中第l个气候要素。

通过对式(1)两边取对数，再对两边求导，则式(1)转化为:

其中，Y˙it为农业产出增长，eijt为投入要素j的产出弹性，X˙ijt为投入要素j的增长表示产出对气候因素的弹性;A˙it表示技术进步(或技术水平变化率);z˙ilt表示气候变化率。

技术进步A˙it可分为纯技术进步)和非中性技术进步两部分。在技术进步中，当时，技术进步可定义为希克斯中性技术进步。

从式(2)中不难发现，农业产出由投入要素、气候因素和技术进步三部分共同作用，由此可计算出各要素对农业产出增长的贡献。

三、数据来源和模型设定

(一)数据来源

本文所采用的数据主要来自2001－2010年的《山东统计年鉴》，样本期间为2000年至2009年，研究对象为山东省17个地级市，样本总数为170，样本数据类型为平衡面板数据。

根据山东省的地理和气候特征，我们把山东省17地市划分为四个区域，分别为鲁西北、鲁中、鲁南和半岛地区。其中，鲁西北包括德州、滨州、聊城和东营;鲁中包括济南、泰安、莱芜、淄博和潍坊;鲁南包括济宁、菏泽、临沂、枣庄和日照;半岛地区包括青岛、烟台、威海三个地区。

农业产出指农业总产值(包括谷物及其他作物、蔬菜园艺作物、水果坚果饮料和中药材)，运用2000年为基期的消费者物价定基指数剔除通胀因素的影响;影响农业产出的因素包括劳动力投入、播种面积、有效灌溉面积、化肥投入、机械动力投入、财政支农支出、补贴政策、月均气温和月均降水量。其中，有效灌溉面积指标采用有效灌溉面积占播种面积的比值，化肥投入指标为实物投入量，财政支农支出指标采用农林水事务财政支出表示，运用2000年为基期的固定资产投资价格定基指数剔除通胀因素的影响，补贴政策为虚拟变量。

农业产出及其影响因素指标的统计描述整理见表1。从表1可以看出，平均农业产出逐渐增加，标准差也不断扩大。在投入要素指标中，劳动力投入呈先下降后增加的U型趋势，播种面积和有效灌溉面积的变动基本呈增加态势，财政支农投入、化肥投入呈不断扩大态势，机械动力投入呈明显下降态势。月均气温变化幅度较小，相比而言，月均降水量波动较大，2002年月均降水量只有34．78毫米，而最大月均降水量在2003年为73．96毫米。

表1 山东省17地市农业产出各变量的统计描述(2000－2009)

(二)模型设定

由于超越对数函数模型可以允许规模报酬变化，约束参数后可以转化为C－D、CES等特殊的生产函数形式。因此，考虑到财政支农和投入要素间的交互作用，本文采用超越对数生产函数。农业生产需要适宜的气候条件，故气候因素采用二次函数形式。具体模型形式如下:

其中，Y为农业产出，L为劳动力投入，PA为播种面积，IA为有效灌溉面积，F为化肥投入，M为机械动力投入，t表示时间，C为财政支农支出，DM为补贴政策虚拟变量，temp为月均气温，prec为月均降水量;D1、D2、D3表示地区虚拟变量，分别代表鲁中、鲁西南、鲁西北;i表示不同的地市，α、β、γ和λ为待估计的参数，υit为服从正态分布的随机误差且υit～N(0，σ2v)，μit为用于测算技术效率且非负的服从截取正态分布的随机变量，并假定其为时变衰减函数形式。

四、结果分析

首先对模型的效果进行检验，选择固定效果模型还是选择随机效果模型的Hausman检验(p＜0．05)表明拒绝原假设，故选择固定效果模型;其次检验模型是否存在异方差，检验结果表明拒绝原假设(p＜0．05)，存在异方差;最后对模型进行相关性检验，P＜0．05表明拒绝原假设，故模型存在一阶自相关。所以采用广义最小二乘法。

根据产出弹性、规模效果和技术进步等各投入要素，从2000－2009年，在各投入要素中，所有投入要素的平均弹性均为正。化肥投入的平均弹性最大，为0．342，但2000－2009年整体呈下降趋势;播种面积的平均弹性为0．308，2000－2003年平均弹性增大，2004开始下降至2007年的0．276，2008年略有上升后又下降;劳动力投入的平均弹性为0．206，整体呈倒U型变化，2007年达到最大值0．283;有效灌溉面积比的平均弹性为0．158，整体呈下降趋势，其中2007年和2009年下降幅度非常大。机械动力投入的平均弹性为0．051，整体呈上升趋势。从规模效果来看，2000年至2009年的平均值大于1，但总体呈下降趋势，从2000年1．122下降到2009年的0．950，说明2000年至2009年山东省农业生产规模报酬递增，但是规模报酬递增的效果逐渐减少，直至2007年变为规模报酬递减，2008年规模报酬递增后，2009年又变为规模报酬递减。

表2 政策因素与气候因素的产出弹性(2000－2009)

从技术进步来看，技术进步的平均弹性为正值，从2000年至2009年技术进步的弹性均值为0．041，且呈上升趋势，但增幅不大，从2000年的0．040增加到2009年的0．043。另外，劳动力与时间的乘积系数为负值，有效灌溉面积比与时间的乘积系数均为正值，这表明技术变化呈土地资源节约和劳动力消耗的特征。

政策因素与气候因素的产出弹性，财政支农支出的平均弹性为0．046，观察2000－2009年的波动性变化，其中2000－2002年呈上升趋势(见表2)，由2000年的0．075变为2002年0．083，2003年下降后开始呈上升趋势，由2003年的0．041上升为2006年0．077，2007－2009年则大幅下降，2009年最低为 －0．041。2004年山东省全面实行种粮补贴，2000年至2009年补贴政策的平均弹性为0．050。

从气候因素来看，月均气温的平均弹性为正值，2000年至2009年月均气温对农业产出的弹性均值为0．390，表明月均气温每上升1%，会导致农业产出增加0．390%;月均降水的平均弹性也为正值，从2000年至2009年月均降水对农业产出的弹性均值为0．352，表明月均降水每增加1%，农业产出会增加0．352%。

2001年至2009年山东省农业产出增长平均值为6．05%，其中投入要素增长占0．14%，技术进步占79．98%，政策因素占21．15%，残差占 －1．10%。

在投入要素中，各要素的贡献率为劳动力投入(－9．45%)、播种面积(1．09%)、有效灌溉面积(0．51%)、化肥投入(3．60%)和机械动力投入(4．38%)。其中机械动力投入对农业产出贡献率最高，其次是化肥投入、播种面积和有效灌溉面积。这说明，山东省农业产出增长的主要支撑是机械动力、化肥、播种面积和有效灌溉面积的增加，劳动力的贡献率下降成为农业产出增加的阻碍。

在政策因素中，2001年至2009年财政支农支出对农业产出贡献率的均值为20．15%，仅次于技术进步对农业产出的贡献。财政支农支出对农业产出的贡献率除2001年和2009年为负值以外，其他年份均为正值，但是总体呈下降趋势。2002年贡献率最高为113．41%，至2009年贡献率降为－24．38%。说明近十年财政支农投入的数额虽然在增加，但对农业产出的贡献率在降低，有必要进一步加大财政资金的投入。

在气候因素中，月均降水量对农业产出的贡献率为69．61%，月均气温为负值，－0．05%。月均降水量对农业产出的贡献率变动非常大:2002年为－501．13%，2003年骤升为2668．39%，之后的几年相对稳定，2006－2007年的变动也非常剧烈。这说明，农业生产对水资源的依赖性非常强，旱涝灾害对农业生产影响巨大，水资源成为限制农业生产的一大障碍。气温对农业产出的贡献率变动也很大，最高时达到2002年的100．43%，但2003年又降为－123．01%，说明极端气候对农业生产影响巨大。

根据对山东省分地区样本数据的整理，我们发现，山东省农业产出增长最快的地区是鲁南地区(7．13%)，其次是鲁西北地区(6．19%)、鲁中地区(5．62%)和半岛地区(5．15%)。鲁南地区对农业产出增长贡献率最大的是财政支农支出(44．99%)，其次是技术进步(28．57%)、机械动力(14．34%)、化肥(7．22%)、劳动力投入(2．22%)、种植面积(1．38%)、补贴政策(0．70%)和有效灌溉面积(0．58%)，降水的贡献率为46．63%，气温的贡献率为0．79%;鲁西北地区对农业产出增长贡献率最大的是技术进步(91．54%)，其次是财政支农支出(12．95%)、种植面积(3．03%)、机械动力(2．31%)、有效灌溉面积(1．15%)、补贴政策(0．80%)、化肥投入(0．68%)、劳动力投入(－12．45%)，降水的贡献率非常明显为67．35%，气温的贡献率为－1．57%;鲁中地区对农业产出增长贡献率最大的是技术进步(93．78%)，其次是财政支农支出(16．38%)、种植面积(1．04%)、补贴政策(0．88%)、机械动力(0．57%)，劳动力投入、有效灌溉面积和化肥投入的贡献率均为负值，分别为－7．41%、－1．34%和－3．91%，降水的贡献率为81．57%，气温的贡献率为0．11%;半岛地区对农业产出贡献率最大的是技术进步(149．56%)，其次是化肥投入(11．04%)、补贴政策(0．96%)，其他要素的贡献率均为负值:财政支农支出为 －20．08%、劳动力投入为－33．05%、种植面积为 －6．43%、有效灌溉面积为 －0．39%、机械动力为 －1．62%，降水的贡献率为87．12%，气温的贡献率为0．21%。

通过比较发现，财政支农支出对山东四个区域农业产出增长的贡献率最大的是鲁南地区，其次是鲁中地区和鲁西北地区，在半岛地区的贡献率为负值;补贴政策在四个区域的贡献率差别不大，均小于1;降水对半岛地区和鲁中地区农业产出增长贡献率较大，鲁南和鲁西北相对较小，但均大于45%;相对而言，气温对农业产出增长的贡献率变动不大，除鲁西北地区为负值外，其他三个地区均为正值，但都小于1。

五、结论与建议

本文从农业生产函数模型的角度出发，利用2000－2009年山东省17地市的面板数据，建立了引入气候因素的农业投入产出生产函数计量模型，对影响山东省农业产出的气候因素、财政投入和其他投入因素及各变量对农业产出增长的贡献率进行了实证分析，得出以下结论。

首先，2000－2009年的投入要素的平均产出弹性中，化肥投入的平均弹性最大，但整体呈下降趋势;播种面积的平均弹性呈波动性变化;劳动力投入的平均弹性整体呈倒U型变化;有效灌溉面积比的平均弹性整体呈下降趋势，其中2007年和2009年下降幅度非常大。机械动力投入的平均弹性整体呈上升趋势。农业生产的平均规模效果从2000年1．122下降到2009年的0．950，说明2000－2009年山东省农业生产规模报酬递增，但是规模报酬递增的效果逐渐减少。从技术进步来看，技术进步的平均弹性为正值，2000－2009年技术进步的弹性均值为0．041，且呈上升趋势，但增幅不大。

其次，政策因素——财政支农支出的平均弹性呈波动性变化，2000－2002年呈上升趋势，由2000年的0．075变为2002年0．083;2003－2006年先降后升，由2003年的0．041上升到2006年的0．077;2007－2009年则大幅下降，2009年最低为－0．041。从气候因素来看，2000－2009年月均气温对农业产出的弹性均值为0．390，月均降水量对农业产出的弹性均值为0．352，可见农业产出对月均气温相对敏感，气候因素对农业生产的影响显著。当前面临全球气候变化异常的挑战，如何保证农业生产的稳定性具有重要意义。

再次，2000－2009年农业产出增长的各要素贡献率中，投入要素增长占0．14%，技术进步占79．98%，政策因素占21．15%，残差占－1．10%，表明山东省农业产出的增长主要归因于技术进步。在投入要素中，机械动力投入对农业产出贡献率最高，其次是化肥投入、播种面积和有效灌溉面积。这说明，山东省农业产出增长的主要支撑是机械动力、化肥、播种面积和有效灌溉面积的增加;劳动力的下降成为农业产出增加的阻碍。在政策因素中，2001－2009年财政支农支出对农业产出贡献率的均值为20．15%，仅次于技术进步对农业产出的贡献。此外，月均降水量对农业产出的贡献率为69．61%，月均气温为－0．05%。月均降水量对农业产出的贡献率变动非常大。分地区的研究结果表明:财政支农支出对鲁西南地区的贡献率最大，其次是鲁中地区、鲁西北地区和半岛地区;降水对四个区域的影响都非常大，均大于45%;气温变动相对不大。

最后，气候变化对农业生产的影响弊大于利，随着全球气候变暖、干旱加剧，需要加大对农业生产的技术研究，加强农田水利建设，加大财政支农支出，保障农业生产的安全。此外，由于不同地区的地理、气候和经济发展情况等条件不同，财政支农实施的力度及内容也应有所不同。

F304．4

A

1003－4145［2012］02－0140－06

2011－11－02

朱铁辉，男，天津大学管理与经济学部博士后，国家农业综合开发办公室。茹 蕾，女，中国农业大学经济管理学院研究生，通讯作者。陈永福，男，中国农业大学经济管理学院教授，博士生导师。

(责任编辑:栾晓平E－mail:luanxiaoping@163．com)