贵州省水稻生产技术效率与全要素生产率研究——基于DEA-Malmquist指数的实证分析

蔡涛 李福夺 张健 杨兴洪

（1贵州轻工职业技术学院，贵阳550025；2中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京100081；3贵州大学管理学院，贵阳550025；*通讯作者：lifuduo2010@163.com）

粮食安全问题是关系国计民生的大事，而粮食稳定生产又是确保国家粮食有效供给的基础，作为世界上人口最多的国家，我国粮食安全问题尤为突出。FAO发布的《2013年全球粮食安全指数报告》显示，中国的粮食安全指数位列全球第42位，属于“轻度风险”国家[1]。但是，在全球气候变化引发粮食生产稳定性指数持续走低、有效供给持续不足、粮食价格普遍上涨的大背景下，长期内中国粮食安全形势绝不是高枕无忧，尤其最近几年，随着农业供给侧结构性改革的推进，国内粮食生产形势正悄然变化，在以变革为主题的新形势下，粮食安全问题依然存在隐患，应该引起重视。

截止到2015年，我国粮食产量已实现了“十二连增”，然而粮食供求总体来说仍然是一种紧平衡。一方面，粮食安全继续关注全国性的总量平衡，另一方面，区域性的粮食短缺问题依然突出。已有研究表明，我国粮食安全水平存在明显的区域异质性，具体表现为：内蒙古、东三省一直是我国粮食盈余区，粮食安全形势良好；2004年以来华东、华中地区的山东、江苏、河南、安徽、湖北等省份粮食生产增长较快，开始实现粮食自给甚至出现盈余；但华南、西南地区粮食缺口较大，是我国主要的粮食调入区，这些省份也是粮食安全需要重点关注的地区。在巨大的人口压力和耕地资源约束下，过去几十年我国曾长期推行以产量最大化为目标的粮食生产政策。近年来，随着农业增长方式由粗放型向集约型的转变，以及农业供给侧结构性改革的推进，农业生产的效率问题也日益受到关注。学术界对东北、华北、华中等传统粮食主产区的相关研究已很多。然而，由于特殊的地理地貌和农业生产条件，我国西南地区粮食生产和贸易条件较差，西南地区粮食生产的效率问题尚未得到充分的关注，相关研究也很少。新形势下，加强西南地区粮食生产效率研究，对于稳定区域粮食整体供应水平，保障大西南地区粮食安全，进而促进区域经济发展具有重要的战略意义。

由于粮食生产对一个国家乃至世界都是如此重要，导致粮食生产相关理论的研究成为学术界关注的焦点，而对粮食生产综合技术效率和全要素生产率方面的探索又是其中的热点和重点。关于粮食生产的技术效率和全要素生产率的研究，国外主要侧重于对其内涵的探究。1957年Farrell[2]和Solow分别提出了“技术效率”和“全要素生产率”的概念并对其内涵进行了详细阐述。Leibenstein[3]则从产业角度对技术效率和全要素生产率的内涵给出了比较规范的界定。Farrell和Leibenstein都是从投入的角度描述技术效率和全要素生产率，且该理论也逐渐得到了学术界的普遍接受。但是，基于该理论的研究方法在样本数据处理和函数估计方面是有缺陷的。鉴于此，1970年Leibenstein又从产出角度出发对技术效率和全要素生产率的定义作了新的阐述，且这一新的内涵在今后的各部门经济研究中得到了普遍认可。1988年，Grilliches等[4]首先将“技术效率”和“全要素生产率”引入到农业生产领域，认为技术效率和全要素生产率在农业部门“是一个纯粹的物质概念，它关心的是农业劳动力、农业机械及其他农业要素资源的物质投入”。后来，针对农业部门技术效率和全要素生产率的研究逐渐普及开来，研究成果也越来越深入，研究方向同时趋于多元化。Allen等[5]研究了美国粮食生产中的技术效率和全要素生产率问题，并通过构建粮食生产前沿面对粮食生产技术效率和技术进步进行了区分。

国内关于粮食生产技术效率和全要素生产率问题的研究大都集中在测算方法方面。1994年，冯宗宪[6]利用空间建模方法分别计算了我国28个产粮省份1980年、1985年和1990年3个年份的粮食生产技术效率和全要素生产率，并对技术效率和全要素生产率差异形成的原因进行了分析。后来，许长新[7]又通过构建基于一般均衡的计量经济模型测算了1994年全国31个省份粮食生产的技术效率和全要素生产率，据此对区域粮食生产做了简单的分析。这些针对粮食生产技术效率和全要素生产率的早期研究大多立足于以生产者行为最优化为条件的新古典生产理论，但是，这一理论隐含了一个假设条件——完全效率假设，即生产者实现了前沿面上的生产。然而，对于我国这样一个已经经历了并且仍然在经历着经济与制度双重转型和并轨的发展中大国而言，必须充分考虑各种实际存在的可能导致非效率的因素。因此，在研究转型期的中国粮食生产技术效率和全要素生产率时，必须放松或修正完全效率假设。由此，通过放弃完全效率假设和构建前沿面来对粮食生产技术效率和全要素生产率进行测算和分析的生产前沿面方法应运而生。1988年，林毅夫等[8]首次使用SBM-Tobit两步法模型，测算了我国31个省份的粮食生产技术效率和全要素生产率，并对粮食生产的技术效率和全要素生产率相关影响因素进行了分析，这是国内最早使用生产前沿面方法进行的相关研究。20世纪90年代后期尤其是进入21世纪以后，生产前沿面方法在粮食生产技术效率和全要素生产率研究中的应用得以认可和普及。肖洪波等[9]根据2004-2012年的相关数据，采用数据包络分析（DEA）结合Malmquist指数，测算了近10年我国粮食综合技术效率和全要素生产率的变化，揭示了我国粮食生产增长的源泉及存在的问题。孟令杰、亢霞、黄金波、秦富等都从不同角度利用DEA方法对我国粮食生产的技术效率和全要素生产率进行了测算和分析。

本文基于粮食安全的视角，根据2004-2014年贵州省水稻生产相关投入产出数据，运用DEAMalmquist指数模型，研究了贵州省水稻生产的综合技术效率和全要素生产率，揭示了贵州省水稻生产率的变化、分析了生产效率增长的原因，以期为有关部门进行农业生产决策、保障区域粮食供给安全提供依据。

1 研究方法与数据说明

1.1 研究方法

采用DEA-Malmquist指数模型对贵州省水稻生产效率进行测算和研究。全要素生产率（TFP）的变化可分解为规模效率变化（SC）、纯技术效率变化（PTE）和技术进步（TP）三部分的乘积，即：

根据以上原理，全要素生产率TFP的变化TFPch可以分解为技术效率TE的变化Effch和技术进步TP的变化Techch两个部分，在放松规模报酬不变的前提下，Effch又可以分解为纯技术效率PTE的变化Pech和规模效率SC的变化Sech。即：

若TFPch>1，表明全要素生产率TFP增长，反之则TFP下降；若Techch>1，代表技术进步，反之则代表技术衰退；若Effch>1，表明技术效率提高，反之则表明技术效率下降；若Sech>1，代表种植规模的优化，反之则代表规模恶化；若Pech>1，代表技术应用水平提高，反之则表示技术应用水平下降。当Techch、Effch、Sech或者Pech大于1时，表明其对TFPch有促进作用，反之则有阻碍作用[10]。

1.2 数据说明

本研究选择位于我国西南贵州省的9个地级行政区划单位为考察对象，研究贵州省主要粮食作物水稻的生产效率变化情况，并进行地域间差异性比较分析。所有样本考察时期为2004-2014年，侧重分析近年来贵州省水稻种植业生产效率变化情况。研究选择1个产出指标和6个投入指标，产出指标为水稻总产量，投入指标为水稻总播种面积、水稻生产过程中所投入的农业劳动力数量、农业机械总动力、有效灌溉面积、水稻生产支出和化肥施用量。相关数据来源于《全国农产品成本收益资料汇编》（2005-2015年）、《中国农业统计年鉴》（2005-2015年）、《贵州统计年鉴》（2005-2015年）以及贵州各地区统计年鉴等；为了扣除价格变化的影响，在统计农业支出时，本文用每年实际农业支出除以2004年作为基期的相应年份固定资产投资价格指数来表示。

表1 2004-2014年贵州省水稻投入产出的描述性统计

2 结果与分析

本文以2004-2014年贵州省水稻生产投入产出数据为基础，利用DEAP Version 2.1软件对水稻生产技术效率和全要素生产率进行测算和分析。具体步骤：首先，测算2004-2014年贵州9地市水稻生产综合技术效率及规模效率和纯技术效率水平；其次，测算贵州全省及9地市10年来的水稻生产全要素生产率的变化；最后，从定量角度将全要素生产率的变化分解为技术进步的变化和技术效率的变化两部分，并把技术效率的变化进一步分解为规模效率的变化和纯技术效率的变化。

2.1 综合技术效率分析

综合技术效率反映的是农户在进行农业一般性生产经营时综合利用土地、劳动、资本等农业生产要素的能力。规模效率反映了农业经营实际规模与最优种植规模之间的差距，而纯技术效率则衡量了在各种农业资源投入给定的情况下实现农业产出最大化的能力，它可反映出农业生产领域中农业技术推广和普及的有效程度[11]。表2给出了贵州9地区水稻生产平均综合技术效率及其构成情况。由表2可以看出，2004-2014年贵州水稻生产平均综合技术效率为0.797，规模效率平均为0.860，纯技术效率平均为0.910，综合技术效率依旧偏低，纯技术效率和规模效率仍有一定的提升空间。

从综合技术效率来看，根据其值的大小可以将贵州9地区分为四类。第一类为毕节、遵义、铜仁3个地区，为综合技术效率最高的地区，均达到了1，说明这3个地区水稻生产位于前沿面上，是技术有效的生产、规模效率与纯技术效率都等于1，说明生产规模和技术采纳也均达到了最优水平。观察发现，这3个地区都是贵州省的水稻主产区，这意味着贵州水稻主产区均实现了较高的生产效率。第二类为综合技术效率在0.8～1之间的贵阳和安顺2个地区，这2个地区的水稻生产综合效率处于较高的水平，但仍有一定的提升空间。这2个地区纯技术效率均达到了1，说明纯技术有效，而规模效率没有达到最优，反映出贵阳和安顺综合技术效率较高的原因主要来自于纯技术效率贡献，下一步要想继续提高综合技术效率，应更加注重优化和提升规模效率。第三类包括黔南和黔东南，这2个地区水稻生产的综合技术效率在0.6～0.8之间，可提升的空间较大。黔南、黔东南的规模效率与纯技术效率分别处在0.8和0.9的水平上，均未达到最优，但纯技术效率高于规模效率，说明两地纯技术效率对综合技术效率提升的贡献更大。第四类综合技术效率最低，都在0.6以下，包括六盘水和黔西南，其中，六盘水为0.419，黔西南为0.453；两地水稻生产的规模效率与纯技术效率也均未达到最优，六盘水的纯技术效率要高于规模效率，而黔西南是规模效率高于纯技术效率，说明虽然两地综合技术效率都不高，但原因不同，六盘水为规模效率偏低，而黔西南为纯技术效率偏低。

表2 2004-2014年贵州9地区水稻生产平均综合技术效率及其构成

从规模报酬来看，贵州省9个地区中共有4个地区的水稻生产规模报酬不变，分别为毕节、遵义、铜仁和贵阳，说明这4个地区的水稻生产规模达到了最优。规模报酬递减的地区是安顺和黔南，说明这2个地区水稻生产的规模已经超过了最优规模并进入了边际收益递减阶段，继续扩大种植规模会导致单位报酬递减。规模报酬递增的地区有3个，包括黔东南、六盘水和黔西南，在这3个地区水稻种植规模偏小，扩大种植规模仍能增加单位报酬。

从水稻生产效率的空间分布来看，导致贵州省各地区水稻生产效率差别较大的主要原因在于区域间经济地理条件和资源禀赋的差异。由图1可以看出，在贵州省这9个地区中，有三分之一的地区水稻生产综合技术效率达到最高值1，且规模效率最优、纯技术有效，这些地区均分布在贵州北部水稻生产自然基础条件较好、现代农业发展水平相对较高的传统农耕区。水稻生产综合技术效率居中（0.6～1）的地区约占50%，主要分布在贵州中部和东南部，这些地区地势较为平坦、耕地面积相对较多、水源充足，耕种条件较好、经济发展水平相对较高，是水稻产量仅次于北部轮作区的另一水稻主要产区。而剩余的2个水稻生产综合技术效率较低（<0.6）的地区全部分布贵州西南部，造成这种状况的原因在于该地区地貌以山地和丘陵为主，缺乏进行农业生产的耕地资源，恶劣的农业种植地理气候条件不利于发展水稻生产。

2.2 全要素生产率分析

2.2.1 贵州省水稻生产全要素生产率变化及其分解

从全要素生产率变化的角度来看，2004年以来贵州省水稻生产全要素生产率总体呈缓慢上升趋势，年均增幅为0.1%。2004-2014年贵州水稻生产全要素生产率变化范围在0.9～1.1之间，2007年之前基本维持在0.95的水平，波动不大，2007年之后呈现出波动上升趋势，到2011年提高到1.047，比2007年上升了11.74%，是研究期内增幅最快的阶段；2012年全要素生产率出现较为明显的下降，经触底反弹2013年和2014年全要素生产率又分别提高到1.039和1.063（表3）。

从技术进步变化的角度来看，2004-2014年贵州省水稻生产技术进步呈明显衰退趋势。从局部时间段来看，2009年之前，技术进步在一个较高的水平上呈线性衰退态势，到2009年达最低值1.002，年均降幅1.27%；之后，技术进步出现了一次较大幅度的波动倒退，其中，2011年、2013年技术进步有一定程度的改进，而2010年、2012年和2014年均出现明显的衰退，这3年技术进步分别为上年的0.955、0.936和0.989，说明技术进步分别比上年下降5.5%、6.4%和1.1%。总体来看，2004-2014年贵州省水稻生产技术进步年均下降0.3%（表3）。

从技术效率变化的角度来看，2004-2014年贵州省水稻生产技术效率呈小幅上升趋势。2007年之前技术效率比较稳定，基本维持在0.925左右的水平，2007年之后变化幅度开始增大；2008年技术效率提高较多，达1.018，比上年提高11.3%，2011年技术效率衰退较多，比上年降低3.0%。在经历2008年技术效率大幅提升后，2008-2014年水稻技术效率越来越呈现出在1.025这样一个更高的水平上稳定波动的发展态势。总体来看，2004-2014年贵州省水稻生产技术效率稍有改进，年均提高0.2%。此外，从技术效率的分解来看，规模效率在研究时间段内年均提高0.2%，而纯技术效率几乎没有得到任何的改进，说明贵州省水稻生产技术效率的提高全部来自规模效率的贡献（表3）。

图1 贵州省水稻生产全要素生产率变化及其构成

研究发现，贵州省水稻生产全要素生产率增长较慢的主要原因是因为技术进步缓慢甚至出现了倒退。2004年以来，尽管技术效率有所改进，但技术进步出现了一定程度的倒退，这表明目前贵州省水稻生产中生产者对现有农业生产技术的应用已经达到了一定的水平，依靠现有技术继续提高产出效率的空间有限，必须尽快开发或考虑引进新型农业生产技术[12]。此外，在水稻生产的技术效率构成中，规模效率提升比较明显，而纯技术效率没有变化，说明生产规模的变化是技术效率提高的主要原因，这意味着随着贵州水稻平均种植规模的不断扩大，已经初步实现规模效率。

2.2.2 不同地区水稻生产全要素生产率的变化

由表4可以看出，2004-2014年，9个地区中有3个地区的水稻全要素生产率是提高的，分别为贵阳、遵义和毕节，其中贵阳升幅最大，为2.5%，其次为毕节，为1.1%，遵义升幅为0.7%；在这3个地区中，除毕节技术进步有所改进、技术效率有所提高外，贵阳和遵义的技术进步均出现停滞，只有技术效率有一定程度的提高；这3个地区技术效率的提升都主要依靠规模效率的提高，而纯技术效率只有毕节是提高的，其他地区没有发生变化。全要素生产率下降的包括六盘水、安顺、铜仁、黔西南、黔东南和黔南6地区，其中安顺、黔西南全要素生产率下降是由技术效率的下降引起的，而其余4个地区水稻全要素生产率下降却主要是技术进步衰退的结果。说明在贵州省水稻生产规模效率普遍提升引致的技术效率改进的背景下，水稻全要素生产率的下降应更多的从技术进步的角度寻找原因。

此外，由表4还可以看出，水稻全要素生产率提高的3个地区贵阳、遵义和毕节均是贵州的水稻主产区，说明这些地区近年来水稻生产发展较快、增产幅度较大、生产效率较高，农业技术推广及应用对效率提升的作用越来越大。但同时也要看到，铜仁、安顺等一些水稻主产地区的全要素生产率却是下降的，特别是安顺，降幅高达13.9%，这些地区水稻生产技术进步衰退严重、技术效率没有得到改善，利用现有水稻生产技术进一步提升种植效益的空间有限，要想继续提高生产效率，必须加大投入力度、开发新型农业技术。

表3 2004-2014年贵州水稻生产全要素生产率及其构成变化

表4 不同地区年均水稻生产全要素生产率及其构成的变化

3 结论与政策含义

3.1 主要结论

（1）贵州省水稻生产平均综合技术效率为0.797，规模效率平均为0.860，纯技术效率平均为0.910，综合技术效率仍然偏低，规模效率和纯技术效率仍有一定的提升空间。

（2）从综合技术效率来看，毕节、遵义和铜仁3个地区水稻生产综合技术效率最高，均为1，其规模效率与纯技术效率也均达到了最优。贵阳和安顺水稻生产综合技术效率在0.8～1之间，这2个地区的综合效率处于较高的水平，但仍有一定的提升空间；两地区均纯技术有效，但规模效率没有达到最优，反映出贵阳和安顺综合技术效率较高的原因在于纯技术效率贡献。黔南、黔东南2个地区水稻生产的综合技术效率在0.6～0.8之间，可提升的空间较大；规模效率和纯技术效率也均未达到最优，但纯技术效率要高于规模效率，说明两地纯技术效率对综合技术效率提升的贡献更大。六盘水和黔西南的综合技术效率在0.6以下，水稻生产的规模效率与纯技术效率也均未达到最优，六盘水的纯技术效率要高于规模效率，而黔西南的规模效率高于纯技术效率，说明两地综合技术效率都不高的原因不同，六盘水是因为规模效率偏低，而黔西南是因为纯技术效率偏低。

（3）从规模报酬来看，9个地区中毕节、遵义、铜仁和贵阳4个地区的水稻生产规模报酬不变，说明这4个地区的水稻生产规模达到了最优；规模报酬递减的地区为安顺和黔南，说明这2个地区水稻生产的规模已经超过了最优规模并进入了边际收益递减阶段；规模报酬递增的地区包括黔东南、六盘水和黔西南，这3个地区水稻种植规模偏小，扩大种植规模仍能增加单位报酬。从水稻生产效率的空间分异来看，导致贵州省各地区水稻生产效率较大差别的主要原因在于区域间经济地理条件和资源禀赋的不同。

（4）从全要素生产率变化的角度来看，2004年以来贵州省水稻生产全要素生产率总体呈缓慢上升趋势，年均增幅为0.1%；从技术进步变化的角度来看，水稻生产技术进步呈明显衰退趋势，年均下降0.3%；从技术效率变化的角度来看，水稻生产技术效率稍有改进，且技术效率的提高全部来自规模效率的贡献。

（5）贵州省水稻生产全要素生产率增长较慢的主要原因是因为技术进步缓慢甚至出现了倒退。在水稻生产的技术效率构成中，规模效率提升比较明显，而纯技术效率没有变化，说明生产规模的变化是技术效率提高的主要原因，这意味着随着贵州水稻平均种植规模的不断扩大，已经初步实现规模效率。

（6）2004-2014年贵州省水稻全要素生产率提高的地区有贵阳、遵义和毕节，在这3个地区中，除毕节技术进步有所改进、技术效率有所提高外，贵阳和遵义技术进步均出现停滞，只有技术效率有一定程度的提高；3个地区技术效率的提升都主要来自规模效率的提高，纯技术效率只有毕节是提高的，其他地区没有发生变化。全要素生产率下降的地区包括六盘水、安顺、铜仁、黔西南、黔东南和黔南，其中安顺、黔西南全要素生产率下降是由技术效率的下降引起的，而其余4个地区水稻全要素生产率下降却主要是技术进步衰退的结果。

3.2 政策含义

本文所引申出的政策含义是多维度的，但以下3点最重要：

第一，因地制宜，保持生产适度规模，提高水稻生产技术效率是促进水稻生产的重要途径。目前，贵州省仅有少数几个地区水稻生产综合技术效率较高，其余大部分仍处于较低水平，造成这种现象的原因在于这些地区水稻生产纯技术效率和规模效率都较低，而规模效率偏低又是其中的主因，即水稻种植没有达到最优规模导致了较低的边际产出。特殊的自然地理条件使得贵州大部分地区农业生产条件恶劣，耕地资源质量较差、集中度低，加之现行土地制度安排和农民对土地资源的配置行为使得农业生产经营分散化，一家一户的家庭经营难以扩大农业生产的内部效益，在这种情况下，应积极促进农地制度改革，鼓励并推进农地流转，推动水稻适度规模经营和集约经营[13]。另一方面，总体来看当前贵州省水稻生产纯技术效率也不高，即营粮过程中没有充分有效地利用技术，因此，应继续加大农业科技推广力度，提高农民职业素质，促使不同地区根据自身情况因地制宜地采用适宜农业生产技术，提高水稻生产纯技术效率。

第二，注重技术效率与技术进步同步改进，重心应向技术进步方面倾斜，这是提高水稻全要素生产率的必要途径。由于全要素生产率的增长源泉包括技术效率和技术进步两个部分，一个因素的提高对全要素生产率增长的贡献有限，当技术效率和技术进步两者中一个提高一个降低时，全要素生产率增长甚至存在恶化的可能。因此，要提高水稻全要素生产率，需要同时注重技术效率和技术进步的提升。由于技术进步停滞甚至倒退是造成贵州省水稻全要素生产率增长缓慢的主要原因，因此在统筹促进技术效率与技术进步的同时，重心应更多的侧重于技术进步方面。未来一段时间，在贵州省可开发耕地资源有限、农业劳动力持续向外转移等大背景下，提高全要素生产率是保障贵州省和西南地区水稻稳定生产和市场供给的有效途径，而技术进步又是提高全要素生产率的关键[14]。因此，必须加快农业科技创新，适时研发或引进农业生产新技术，加大推广力度，提高水稻生产综合科技水平。

第三，稳步推进农业供给侧结构性改革，提高水稻生产全要素生产率是保障贵州省粮食安全的根本途径。当前，全国层面的粮食供给结构严重失衡，农业要素配置不合理，农业生产的资源环境压力加大，粮食生产成本攀升与价格低迷并存，库存高企与销售不畅严重，国内外价格倒挂矛盾突出，在这样的局面下，贵州省应积极推进农业供给侧结构性改革。农业供给侧结构性改革在贵州省的实践中并非是单纯的减少玉米等其他粮食作物供给，更重要的、也可以说其核心是提高水稻生产的全要素生产率。要通过矫正要素配置扭曲，扩大有效供给，提高供给结构对需求变化的适应性和灵活性，依靠全要素生产率的提高支撑农业供给侧结构性改革的稳步推进。

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