碳排放约束下的江西省农业生产效率测算研究*

张帆, 肖锋

(赣南师范大学 a.商学院；b.电子商务研究中心，江西 赣州 341000)



·应用数学·

碳排放约束下的江西省农业生产效率测算研究*

张帆a,b, 肖锋a,b

(赣南师范大学 a.商学院；b.电子商务研究中心，江西 赣州 341000)

本文将碳排放作为产出要素纳入江西农业生产效率的核算体系中，运用DEA模型测算了2005年～2014年江西省11个设区市的农业生产效率，比较分析各地区间的生产效率差异，结果表明: 碳排放约束下的江西省农业生产综合效率均值为0.856，还存在一定的提升空间.其中纯技术效率已接近于最优值，而规模效率有较大的发展潜力，各地区间的生产效率存在差异.

碳排放；农业生产效率；DEA模型

1 引言

农业是温室气体重要排放源，《气候变化初始国家信息通报》报道，农业温室气体排放总量约占全国碳排放总量的17%。随着化肥、农药等农用物质的大量施用，农业活动所引发的碳排放己引起人们的关注，有关农业碳排放的研究也成为了当前研究热点。总体而言，当前国内与碳排放量相关的研究多基于投入视角，未考虑产出层面，并且主要集中于单纯的农业碳排放绝对量(如总量、强度)比较研究，而涉及到效率测算的研究成果略显不足。农业生产效率是衡量单位农业投入所能创造总产出的生产率指标，对提升农业竞争力具有促进作用，有关农业生产效率的研究也受到了学术界的广泛关注。但传统的农业生产效率评价大多只将农业GDP作为产出要素，很少统筹兼顾与农业可持续发展息息相关的资源与环境要素，忽略了农业经济发展对资源环境的负面效应，致使我国部分地区片面追求“高投入、高消耗、高产出”的传统粗放式发展模式。而考虑碳排放产出要素会促使农业生产方式由传统的粗放型向现代的集约型转变，农业生产部门将更多的选择碳排放系数低的“清洁型”生产要素和生产设备，这将直接导致农业生产过程和生产方式的改变，进而影响农业生产效率。

江西省作为我国的农业大省之一，农业资源非常丰富，以占全国2.5%的耕地，生产占全国4%的农产品.随着农业现代化的推广，化肥、农药、农用薄膜等高碳型生产资料的大量投入使用，使得江西省每年因农业活动引发的碳排放量不容小觑.农业作为江西省经济的基础产业，各地区农业生产效率存在差异性，因此定量分析碳排放约束下的江西省各地区农业生产效率水平，为制定差异化的农业碳减排政策提供相关依据，转变农业经济增长方式以及生态环境的保护无疑具有重要的理论价值与实践意义.本文选取了2005年～2014年江西省11个设区市的面板数据，将碳排放要素纳入江西农业生产效率的核算体系中，分析各设区市低碳农业的生产效率水平差异.

2 研究方法

DEA方法是基于数学规划模型来评价具有多个投入和多个产出的“部门”或“单位”(称为决策单元，Decision Making Unit，DMU)间相对有效性的分析方法，其本质是判断DMU是否位于生产可能集的“生产前沿面”上.在DEA方法理论体系中，最具代表性的评价模型是CCR模型,从生产函数角度看，这一模型是用来研究具有多个输入、特别是具有多个输出的“生产部门”同时为“规模有效”与“技术有效”的十分理想且卓有成效的方法,主要用于评价决策单元规模效率和纯技术效率的总体有效性.

其基本过程是：每个设区市(DMU)都有m种输入以及s种输出，其中xij表示第j个DMU对第i种输入的投入量， xij>0；yrj表示第j个DMU对第r种输出的产出量，yrj>0；vi表示第i种输入的一种度量(或称“权”)；ur表示第r种输出的一种度量(或称“权”)，i=1，2…m；j=1,2…n；r=1,2…s.xij，yrj为已知数据，可以根据历史数据查到；vi， ur为变量.

该CCR模型可以评价DMU是否同时技术有效和规模有效：

3 数据来源与处理

本文实证分析的样本数据均来源于《江西统计年鉴(2006-2015)》，假定农业生产过程中需要2种投入要素:资本存量、劳动力.产出用期望产出GDP、非期望产出农业碳排放量表示.

3.1 资本存量投入要素

由于各设区市的农业资本存量数据无法从统计年鉴中直接获取，本文采用永续盘存法予以估算，公式如下：Kt=It/Pt+(1-δt)Kt-1, 其中：Kt为各设区市第t年的农业资本存量，单位为亿元；It为各设区市当年农林牧渔业固定资产投资额，以2005年不变价格为基期，利用江西省当年的农业固定资本价格指数Pt进行缩减，但《江西统计年鉴》缺少这方面的数据.农业生产资料价格指数是指反映一定时期内农业生产资料价格变动趋势和程度的相对数，包含了农用手工工具、饲料、机械化农具、其他农业生产资料等十大类.在缺少农业固定资本价格指数的情形下，本文认为选取农业生产资料价格指数进行替代比较合理.δt为资本存量折旧率，本文选择折旧水平为δt=5%[1-2].基期2005年各设区市固定资本存量(K2005)的确定，本文利用了王金田等(2007)[3]提出的思想和成果计算并整理得出.

3.2 劳动力投入要素

选取各设区市第一产业年末从业人员数作为历年劳动投入量核算指标，单位为万人.

3.3 期望产出GDP

选取各设区市农林牧渔总产值作为衡量期望产出的基本指标，并以2005年为不变价进行换算，单位为亿元.

3.4 非期望产出农业碳排放量

农业碳排放源头多样、测算复杂，本文借鉴Jane M.F.Johnson(2007)[4]、田云(2012)[5]学者的研究成果，认为农业碳排放主要有三大源头：一是农地利用活动导致的碳排放，包括化肥、农药、农膜农用物质投入直接或间接引发的碳排放，农业灌溉活动耗费电能所引起的碳排放，以当年实际使用量为准；二是水稻生长发育过程中所产生的甲烷等温室气体排放，以各年水稻种植面积为准，水稻生长周期取其中位值130天；三是动物尤其是反刍动物养殖带来的碳排放，选取猪、牛、羊三大主要牲畜作为测度，参照各年年末存栏数据进行适当修正.构建农业碳排放公式如下： C=∑Ci=∑Si·ωi, C为各设区市农业碳排放总量，单位为万吨；Ci为各类碳源碳排放量；Si为各碳排放源的量；ωi为各碳排放源的碳排放系数.各碳源碳排放系数见表1.

表1 主要碳源碳排放系数

数据来源:根据已有相关研究文献整理而得

表2 江西省2005年～2014年农业生产效率指数值

4 实证分析

4.1 江西省2005年～2014年农业生产效率指数

根据上述DEA方法，得到江西省2005年～2014年农业生产效率指数值(具体见表2)：

从表2可以看出，碳排放约束下的江西省2005年～2014年期间农业生产综合效率均值为0.856，还存在一定的提升空间.通过将综合效率进一步分解，期间全省农业生产纯技术效率和规模效率均值分别为0. 968和0. 882.纯技术效率已接近于最优值，改进空间较小，而规模效率有较大的发展潜力，规模经济效应没有得到最大限度发挥，农业资源的利用潜能没有得到充分挖掘，还需加大农业投入资源的管理.

图1 江西省2005年～2014年农业生产综合效率及其构成变化趋势

图1给出了碳排放约束下的江西省农业生产综合效率、纯技术效率、规模效率值在2005年～2014年期间变化的趋势.结果表明，纯技术效率10年来呈现稳步发展的趋势，基本维持在0.97附近，效率值处于较优水平，纯技术效率是管理和技术等因素影响的生产效率，江西省不断加大各地区(市)对农业生产技术利用的有效程度，如广泛使用测土配方施肥技术，增加有机肥施用比例，大力发展沼气工程等，不断提升农业生态环境建设，减少农业碳排放.而综合效率和规模效率则呈现出较为同步的波浪式递增态势，这说明规模效率在一定程度上正向推动综合效率，由于受到耕地总量的限制，江西农业生产规模偏小，以资金技术为主的高投入、大规模生产型的农业成分较少.但近几年通过调整全省农业结构战略，不断推进和完善农地流转制度，改粗放式经营向集约式经营转变，加快推进农业经营体制创新，着力扶持和培育专业大户、家庭农场、农民合作社等新型农业生产经营主体，切实提高农业组织化程度，促进农地经营规模化，不断提升江西低碳农业生产的效率.

4.2 江西省11设区市2005年～2014年农业生产综合效率分布特征

表3 江西省11设区市2005年～2014年农业生产综合效率分布特征

从表3可以看出， 2005年～2014 年间南昌市农业生产投入产出是有效的，鹰潭市除了2014年以外，新余市除了2013年以外，其他年份的投入产出是有效的.南昌市作为全国八大低碳经济试点城市之一，为全面推进低碳经济发展战略，不断加大农业投入力度，减少有害投入品、推广测土配方施肥、清洁能源、规范畜禽饲养等环节，实现了经济效益、生态效益、社会效益的多赢.鹰潭市依托农业资源丰富优势，积极推进农业结构调整，大力发展生态农业，已形成了十大具有地方特色的优势产业，实现在集约利用资源中求发展，提高农业综合效益.新余是一座新兴的工业城市，工业化率较高，工业化的发展有利于农业生产效率的增长，具有较强的工业反哺农业、利于农业现代化的实现，新余市农业经济把生态建设和环境保护放在突出位置，保持了持续的低碳发展，农业产业化、农业机械化、农民人均纯收入等多项指标走在全省前列.景德镇、萍乡、赣州、宜春、抚州的农业生产综合效率值处于0.8-1区间段，属于边缘非效率，需对农业资源进行集约化调整，从而达到农业生产综合效率有效，九江、吉安、上饶的农业生产综合效率值均相对较低，说明这3个市没有充分利用投入资源，产出没有达到最优化，高投入并未带来高产出，农业资源管理不佳.

5 结论与启示

5.1 结论

本文将碳排放产出要素纳入江西农业生产效率的核算体系中，比较分析发现2005年～2014年期间江西省农业生产综合效率均值为0.856，还存在一定的提升空间.其中纯技术效率已接近于最优值，改进空间较小，而规模效率有较大的发展潜力，还需加大农业投入的规模.南昌市的农业经济增长和投入产出是有效的，鹰潭市除了2014年以外，新余市除了2013年以外，其他年份的投入产出是有效的.其他设区市没有充分利用投入资源，农业资源管理不佳.

5.2 启示

碳排放约束下的江西省农业生产效率的增长仍需重视综合效率的重要性，尤其要提高规模效率，即仍需加大农业投入的规模化经营，大力发展各类产业化经营组织特别是农民专业合作社，通过农业适度规模经营、集约化生产缓解传统农业生产经营体制下的高碳高耗压力；通过特色农业的聚集，发展精准农业、绿色农业，形成高产、高效、生态、安全的低碳农业产业群，提升农业的减排和碳汇能力；加大农民对新型低碳农业知识技能及环保意识的培训力度，提高农民的科技文化素质，培养适应现代低碳农业建设需要的农村人才，加强农业低碳技术的推广和扩散，提高农业生产的综合效率.

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Research On Jiangxi Province Agricultural Production Efficiency Calculation Considering Carbon Emission

ZHANG Fana,b, XIAO Fenga,b

(a.SchoolofBusiness;b.ElectronicCommerceResearchCenter,GanNanNormalUniversity,Ganzhou341000,China)

This paper puts carbon emission as the output elements into the accounting system of Jiangxi Province agricultural production efficiency, using DEA model to measure 11 cities of Jiangxi province's agricultural production efficiency during 2005 year ～2014 year and then Comparative analysis the efficiency differences of each area. The result revealed that Considering carbon emission output elements of the comprehensive efficiency of agricultural production in Jiangxi province is 0.856, there is some room for improvement. The pure technical efficiency are close to the optimal value, and scale efficiency has great development potential, range around the differences between the production efficiency, there is relatively significant differences in the agricultural production efficiency of all areas.

carbon emission; agricultural production efficiency; DEA model

2016-03-21

10.13698/j.cnki.cn36-1346/c.2016.06.006

江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ13648)；江西省高校人文社会科学研究项目(GL1509)；赣州市社会科学研究课题(15528)

张帆(1982-)，女，江西吉安人，赣南师范大学商学院电子商务研究中心讲师，硕士，研究方向：管理科学与工程；肖锋(1980-)，男，湖北荆州人，赣南师范大学商学院电子商务研究中心讲师，博士，研究方向：管理科学与工程.

http://www.cnki.net/kcms/detail/36.1037.C.20161209.1500.014.html

F323.2

A

1004-8332(2016)06-0027-05