基于随机前沿分析法下我国棉花生产技术效率研究

李 聪，王超杰，王承武

(新疆农业大学 管理学院，新疆 乌鲁木齐 830052)

0 引言

中国可植棉区域广泛，目前棉花单产和总产量均居世界第一位，近十年来，棉花种植面积有所下降，单位面积产量有所提升，棉花总产量呈现逐年下降趋势。由于进口棉花逐渐占据国内市场，对国产棉冲击剧烈，中国棉花产业发展形势严峻，同时伴随农业产业结构调整下供给侧结构改革的不断深入，棉花产业“去产能、去库存、去杠杆、降成本、补短板”的任务迫在眉睫，因此，清晰把握当前中国棉花生产技术效率状况，合理协调棉花生产中投入产出关系，弥合棉花生产链中生产短板，实现新常态下中国棉花生产技术效率转型升级，成为棉花领域研究的重要内容。

对于棉花生产效率测算的研究文献主要分为2个方面。部分学者基于DEA模型下棉花效率的测算展开了研究，如朱烨炜等[1]采用两阶段DEA模型即DEA-Tobit两步法对山东棉花的生产效率进行了实证测算分析。马乃毅等[2]运用 New-Cost-DEA 模型对新疆22 个产棉区的成本效率进行了测算，并基于测算结果对各棉花产区的实际成本进行了分解研究。石晶[3]、王力[4]等基于DEA的malmquist指数分析方法，对我国棉花主产区的全要素生产效率进行了测算和分解，发现我国棉花全要素生产率总体呈下降趋势且区域间差距正逐步缩小；技术效率下降是棉花全要素生产率波动下降趋势明显的主导因素。还有部分学者基于SFA模型对棉花效率进行了测算，如田伟等[5-6]利用随机前沿分析法发现我国主要棉花产区全要素生产率存在明显差异，其主要原因是各区配置效率的不同；同时认为各个产区棉花技术进步程度、技术效率水平各不相同，具有一定波动。王力等[7]通过非参数 DEA-Malmquist 模型和参数随机前沿函数模型相结合的方法，对中国棉花全要素生产率进行测算，认为中国棉花全要素生产率整体呈增长趋势，虽然受技术效率影响大，但技术进步仍是构成棉花TFP 提高的主要动力，新疆棉花最具发展潜力。徐榕阳[8]、夏邵南[9]等基于随机前沿生产函数分析法和棉花生长指数评价系统，分析了棉农的生产技术效率、江西棉花生产情况，认为棉花种植规模对棉花生产技术效率有影响，棉花生产的适度规模种植能提升其技术效率。

纵观文献发现，多数学者对棉花效率的研究多为某个时间段的效率测定或不同区域的效率对比，较少实现对特定时间序列内不同区域下棉花效率的纵深对比研究，本文通过对2001～2016年中国棉花投入产出技术效率测算以及利用我国棉花主产区 2016年的截面数据对各主产省区的生产效率进行聚类分析，并结合2006、2011、2016 年棉花主产区省份生产技术效率的空间分布及演化进行对比研究，旨在全面把握进入21世纪初中国棉花生产技术效率变动状况、趋势及棉花主产区不同省份效率演化过程。

1 研究方法及数据来源

1.1 研究方法

本研究选取参数方法下的随机前沿模型(即SFA方法)对我国棉花生产技术效率进行评价研究，该模型是前沿分析中参数方法的典型代表，即度量多个决策单元不同时期的技术效率，每个决策单元都是多种投入和一种产出。首先，需要指定生产前沿的具体形式，本文采用柯布一道格拉斯生产函数，构建模型如下[10-12]：

lnYit=β0+β1×lnf1it+β2×lnf2it+Vit-Uit

TEit=exp [-Uit]

其中，i=1,…,N,单元数；t=1,…,T，时间数；Yit是第i个单元t年的棉花每667 m2产出；f1it是第i个单元t年的每667 m2家庭用工数；f2it是第i个单元t年的每667 m2物质与服务费用；TEit是指技术效率值；β0是待估系数，β1、β2分别是单位家庭用工数、单位物质与服务费用的待估系数；Vit为随机干扰项，独立于技术无效率误差，服从N(0,σ2)；Uit是技术无效率项，是非负的随机变量；另外，这里需要引入效率损失函数，其测度模型为：

其中，Mit是指效率损失，其值越小，代表技术效率越高；Xijt是对生产单元i的技术效率具有影响的第j个变量；δj是待估参数，表示变量j对技术效率的影响程度，对技术效率存在正向影响其值取正；反之，则为负；δo为常数项。

1.2 数据来源及描述统计

数据来源当中棉花产出数据主要包括每667 m2主产品产量，投入部分主要涉及每667 m2家庭用工投入、每667 m2物质与服务费用，其中每667 m2家庭用工投入主要包括：每667 m2家庭用工天数、雇工天数；每667 m2物质与服务费用主要包括：(一)直接费用：1、种子费 2、化肥费 3、农家肥费 4、农药费 5、农膜费 6、租赁作业费、机械作业费、排灌费、畜力费7、燃料动力费8、技术服务费9、工具材料费10、修理维护费11、其他直接费用； (二)间接费用：1、固定资产折旧2、税金 3、保险费4、管理费5、财务费6、销售费。研究所需数据主要来源于2001～2017年《全国农产品成本收益资料汇编》、《中国统计年鉴》。关于投入-产出指标数据描述性统计分析情况详见表1。

表1 投入-产出指标体系

2 实证结果分析

使用FRONT 4.1软件，通过随机前沿模型的测算结果，对我国棉花生产技术效率变动情况做以下分析。

2.1 基于时序的我国棉花生产技术效率关系分析

由图1可以看出：2001～2016年间，我国棉花生产技术效率增长的年份多于下降的年份，增长最为显著的时段主要集中在2004、2006、2014年，其中2006年生产技术效率达到最高值，主要原因是由于当年在棉花的生长期内，全国大部分棉区气候条件较好，灾害少，特别是棉花吐絮采摘季节大部分棉区气温较高，光热条件好，棉花单产和质量皆为历史新高；下降最为明显的年份分别为2003、2010年，其中2003年达到技术效率最低值，主要原因是当年自然灾害严重且持续时间较长，导致播种期延迟，同时棉花长期处于旱、涝与高湿并存，高温、低温和寡照并存的状态，加上当年棉花枯、黄萎病大暴发,对产量影响极大。

图1 2001～2016棉花投入、产出及技术效率增长率变化

另外，我国棉花生产当中单位家庭用工投入呈逐年减少趋势，其中家庭用工投入下降最多的年份是2004年，伴随棉花人力成本投入的逐年下降，棉花生产中单位物质与服务费用总体呈现逐年增加态势，其中增长最为显著的年份为2011年。同时，生产技术效率对棉花产出的影响十分显著，当棉花生产技术效率下降的年份，棉花产出也随之减少，当棉花生产技术效率提高的年份，棉花产出也会得到增加，从2003、2004、2006年我国棉花产出与生产技术效率的变化可见一斑。

以上2种投入成本的一增一降，生产技术效率与棉花产出的正态变化，正是我国棉花生产经营方式转型的缩影，其中，棉花生产当中家庭用工投入的下降首先得益于我国固有人口红利峰值的出现，导致劳动力价值进一步贬值，而这些廉价劳动力依附于棉花生产的各个环节，无形之中降低了棉花生产的家庭用工投入；同时，国家对棉花产业的重视，科学技术的投入，棉花育种技术创新和新品种研发、生物技术的不断成熟和研究的深入、基因分离与克隆技术的发展以及棉花生长发育机理的进一步明确，使得我国棉花在品种的遗传改良，产量、纤维强力和多逆抗性的提高，品种对不同生态环境的适应能力，满足节水、机械化作业和产品多样化要求方面取得长足进步，也间接地压缩了棉花生产所需的人力成本比重。

时至今日，棉花生产经营不再仅仅是一家一户的小农经济，单纯依赖增加用工投入提高棉花生产收益值的策略，所能发挥的效力十分有限。进入21世纪以来，随着农业生产经营信息化、现代化的发展，以科学技术为支撑的棉花生产更加倾向于借助追加物质与服务投入实现利润的提高。可以说科学技术解放了劳动力，降低了劳动力成本，同时，也吸引了更多资本投入到棉花生产的物质与服务环节。

2.2 基于区域比较的我国棉花主产区生产技术效率分析

由图2可知，按生产技术效率可将12个棉花主产区分为3类：一类地区包括2个省，分别为新疆和甘肃，其中新疆棉花生产技术效率为0.9702，在众多省份中占据首位，另外，一类地区的平均技术效率值为0.9648，远高于12个地区的平均技术效率水平0.8516。表明新疆、甘肃在众多棉花主产省份当中对于棉花生产技术的掌握已处于优良水平。

图2 聚类树形图

二类地区包括6个省份，分别是江西、湖南、河北、湖北、安徽和山东省，其中江西省生产技术效率最高，6省平均技术效率为0.8877，除山东省以外其他5省的生产技术效率均处于平均技术效率以上，表明这些地区对于现代的棉花生产方式已经有所运用，接下来应着力优化棉花生产方式，提高技术效率水平。

三类地区包括4个省份，分别是江苏、河南、山西和陕西省，4省份平均技术效率为0.7410，远远低于12个省平均技术效率水平，表明我国棉花生产技术效率仍然存在地区差异，这些地区缺乏对现有技术的高效利用，棉花生产技术效率潜力有待进一步挖掘。

为了探究一类地区棉花生产技术效率进步的原因，本文进一步对新疆棉花生产情况进行分析，新疆棉花单产从2006年的107.80 kg/666.7m2提高到2016年的120.31 kg/666.7m2，产出增长率高达11.60%，为各省之最；高产出的背后，伴随新疆棉花家庭用工人数投入的急剧减少，物质和服务费用的增长表明新疆棉花高生产技术效率来自于棉花生产投入结构的转化升级。同样不可忽视的是作为中国最大的棉花生产省区，其种植面积和总产长年位居全国第一，规模化、机械化水平不断进步，加上丰富的水土光热资源，适宜种植的棉花品种多样，产出原棉品级高、色泽好、纤维长，皆是成就新疆棉花高生产技术效率的重要因素。

2.3 2006、2011、2016年棉花主产区生产技术效率演进分析

由图3可见，我国棉花生产技术效率演进过程总体呈西部地区逐步增强，长江流域、黄河流域缓慢减弱，并由东中部省份向西部省份过渡的趋势。

在12个棉花主产区中，生产技术效率处于上升的省份分别是西北地区的甘肃省、黄河流域的山西省以及长江流域的安徽省，其中甘肃省由2006年技术效率位列全国第5上升至2016年的全国第2，增长幅度最为明显。主要原因是近年来，甘肃省针对本省棉花生产当中机械化水平低、种植规模有限、基础设施不健全、主体品种定位不明确等制约因素，积极探索、借鉴其他省份有益经验，结合本地区棉花生产机械化程度低的短板，通过改良棉花种植模式，借助科技创新以及相关鼓励措施，弥合河西走廊棉花生产缺陷，从而实现了本地区棉花生产技术效率的提升，使得西北内陆优质棉生产基地的地位得到不断巩固。

图3 2006、2011、2016年棉花主产区生产技术效率演进

生产技术效率处于下降的省份包括4个，分别是湖南、江西、湖北以及江苏省，其中下降最为显著的是湖南、湖北2省，分别由2006年第2、第4位降至2016年第7、第9位。主要原因可归纳为该区域棉花种植面积持续缩减，小田模式、精耕细作下的棉花种植缺乏足够劳动力予以耕作，由于地形限制，机采棉品种单一，棉花生产机械化落实难度大，加之植棉生产成本增加，生产技术革新缓慢导致棉花生产综合效益低，对区域生产技术效率的提升产生了一定阻碍。

生产技术效率处于波动的省份分别是山东、河南、河北以及陕西省，技术效率最为稳定的是新疆，历年均位于全国前3。究其原因主要是新疆在自然条件方面具备棉花生长所需的丰富的光热水土资源，棉花生产管理的规模化、集中化、产业化模式，生产基础设施的改进及先进技术的采用，使得每667 m2棉花用工人数减少，进而为植棉机械化铺平了道路，另外，该区重视发展棉花科技，为棉花生产提供技术支撑，通过不断引入植棉新技术，开发应用棉花新品种，实现棉花生产技术创新，同时，作为我国唯一原棉外调省份，国家的优惠政策和资金支持也为棉花生产技术效率的提升注入了更足动力。

3 结论与建议

3.1 结论

(1)2001～2016年间，我国棉花生产技术效率增长年份多于下降年份，生产技术效率总体呈波动上升趋势，其中波动较小，上升趋势明显。我国棉花生产技术效率演进过程总体呈西部地区逐步增强，长江流域、黄河流域缓慢减弱，并由东中部省份向西部省份过渡的特点。

(2)依据我国棉花主产区投入产出面板数据所得生产技术效率值，可把12个棉花主产省份划分为3类，一类地区主要包括新疆、甘肃2省，对于棉花生产技术的掌握已处于优良水平；二类地区分别是江西、湖南、河北、湖北、安徽和山东省，应进一步优化棉花生产方式，提高技术效率；三类地区包括江苏、河南、山西以及陕西省，缺乏对现有技术的高效利用，棉花生产技术效率潜力有待进一步挖掘。

3.2 建议

依据上述我国生产技术效率分析结果，提出具体措施以提高我国棉花生产技术效率，优化不同主产区棉花布局，适应“以新疆为重点，黄河流域、长江流域主产区为补充”的国家棉花战略部署。

(1)遵照国家战略部署，夯实棉花生产根基。严守棉花生产保护区233.33万hm2耕作红线，着力建设新疆在我国棉花生产中的重要战略地位，积极引导发挥黄河流域、长江流域棉花主产区省份的补充作用，尽快实现我国棉花生产向生产潜力大、竞争优势强、生态条件更适宜的区域集中。

(2)清晰定位区域特征，补齐省域棉花生产短板。根据可植棉省区不同区域区情，准确定位区域特征，针对区域特色，因地制宜，积极学习借鉴其他省区有益经验，对于本区棉花生产短板，制定成长计划，实现精准定位，及时补漏。

(3)提高机械化程度，加强科技创新投入。机械化是棉花生产效率提高的关键抓手，增强棉花生产机械化程度，有助于棉花生产效率的进步。科学技术就是生产力，发挥科学技术在棉花育种改良、土壤肥料研发、生产流通等环节的杠杆作用，利用科技创新为棉花生产提供基础支撑。

(4)增强防灾减灾能力，降低灾害损失。我国国土面积辽阔，自然灾害频繁，每年因自然灾害对棉花生产造成的经济损失不可小觑，要进一步增强应对自然灾害的能力，尽可能降低棉农种植风险。