长江流域棉区棉花全要素生产率及时空差异的指数模型分析

刘谢奇华，康小兰,2，刘滨,3

(1.江西农业大学经济管理学院，江西 南昌3300452.江西农业大学新农村发展研究院，江西 南昌 330045；3.江西农业大学“三农”问题研究中心，江西 南昌330045)

推动农业高质量发展是实施乡村振兴战略的重要支撑。而棉花作为我国重要的战略物资，对推动农业高质量发展具有重要作用。我国是棉花生产大国和消费大国，棉花供需缺口较大，导致我国棉花对外依存度较高。然而近年来受极端气候频发以及波谲云诡的国际社会环境等的影响，我国棉花生产及其供给的形势不容乐观。

当下，关于我国棉花产业发展的研究较为丰富，如张金光、钱静雯、秦中春等学者从保障我国棉花安全角度进行研究。赵玉明、邓金剑、王如玉从产业链视角对我国棉花产业发展态势进行研究。不难发现，实现生产要素的最优配置是促进棉花产业健康发展的重要举措，因而众多学者从生产技术和效率等方面对棉花生产要素开展研究。田伟，等对湖南省棉花生产效率与技术进步进行了深入的探讨，结果表明生产技术对湖南棉花生产起到推动性作用；严静娴运用DEA模型对我国棉花主产区的棉花生产效率进行分析，发现棉花生产效率提升的重要手段是推动技术进步，前沿的技术进步可以促进农业技术的应用和扩散，提升技术效率的关键因素是促进农业规模经营。祝宏辉，等、王力，等测算并比较新疆棉花全要素生产率，在此基础上分析各主产区之间的差异。另外，学界对于棉花全要素生产率的测评方式也进行了进一步的探索。续竞秦，等采用DEA方法对我国棉花全要素生产率进行研究，发现2001—2009年我国棉花生产技术效率的地区及时间差异波动明显，西北内陆棉区技术效率最高且波动较小，长江流域棉区技术效率最低且波动较大。对此，李聪，等在研究中再次阐述了该观点，并认为该情况产生的原因是因为西北内陆地区利用地理优势，实现了规模化生产。田伟和石晶，等研究表明，虽然棉花全要素生产率具有明显的时间波动性和空间差异性特征，但是各棉花主产区之间的全要素生产率的差距正在缩小，各棉花主产区全要素生产率呈现收敛的趋势。

总而言之，学界对我国棉花生产及其产业的全要素效率开展了丰富的探讨，并取得了较为显著的研究成果。但涉及到单个棉花产区生产效率研究的并不多见，尤其是对长江流域棉区棉花生产技术效率的研究很少。长江流域棉区作为我国三大重要棉花产区之一，在我国棉花产业发展中具有重要的作用。为此，作者选取长江流域棉区作为研究的目标区域，并基于2011—2020年长江流域的江苏省、安徽省、江西省、湖北省、湖南省等五个棉花主产省区相关的面板数据，运用DEA-Malmquist模型，对长江流域棉区棉花的全要素生产率进行测算研究，以此分析长江流域棉花主产区全要素生产率变化情况及影响因素，从而为提升长江流域棉花产业提供政策建议。

1长江流域棉区棉花生产在全国的状况

目前，我国棉花种植业发展呈现稳中向好的态势，棉花平均皮棉单产在十年间呈现波动上升趋势，并于2020年达到峰值，为1823.40 kg/hm。长江流域棉区单产常年低于全国平均水平且差距不断扩大，2020年低至988.65 kg/hm。造成2020年长江流域棉区棉花产量下降的主要原因是极端恶劣天气的影响，这也说明我们需要培育抗灾抗病能力强的棉花品种，以保障棉花产业的可持续发展。黄河流域棉区的平均皮棉单产呈现波动上升的趋势，相比于2011年，2020年产量达到1222.24 kg/hm，涨幅为19.73%。西北内陆棉区的平均单产一直处于全国领先的位置，于2020年达到峰值，为1904.70 kg/hm。

我国棉花平均生产成本在2011—2014年间涨幅较大，2015—2020年间保持平稳。具体看，只有西北内陆棉区的生产成本低于全国平均水平，长江流域棉区、黄河流域棉区的生产成本均高于全国平均水平。长江流域棉区平均成本呈现“持续攀升与波动下滑”的态势，这是因为近几年优良棉花品种的应用以及棉花种植新技术的运用，降低了对人工、化肥农药的需求。但长江流域受到机械化水平低，规模经营不足以及国家政策导向的影响，其棉花单产低，种植成本高的局面仍未改变。黄河流域棉区的棉花生产成本不断攀升，2020年突破4万元/公顷。棉花种植精细化管理，是黄河流域棉区棉花产量不断提升的原因，但生产成本的快速增长，压缩了植棉户的盈利空间，降低了棉花生产效益。相比而言，西北内陆棉区棉花生产成本提升较为缓慢，这是因为西北内陆棉区棉种品质优良，植棉面积广，机械化程度高，从而实现高效生产和低成本经营。

从以上分析发现，长江流域棉区相对于黄河流域棉区以及西北内陆棉区，出现单位面积棉花产量降低，生产成本维持较高的水平。长江流域棉花种植户亏损加重，长此以往，种植面积将会进一步萎缩，棉花产业也将进一步衰退。因此，为保证我国棉花安全，促进棉花产业发展，需要进一步对长江流域棉花全要素生产效率情况进行研究和分析，以期寻找突破瓶颈的对策，提高棉花生产效率，提高棉花种植收益，促进棉花产业的健康发展。

表1 近十年三大棉区和全国棉花平均投入产出对比情况

2研究方法

2.1 DEA模型

DEA模型也称数据包络分析方法，多用于测算多个投入与多个产出之间是否具有有效性的非参数估计方法。该模型能够在不需要一个预先已知的生产函数，各指标的权重值不需要人为地提前设定，大大降低了测量单位变化带来的主观因素的影响，这对于其他的测算方法具有不可比拟的优势。

2.2基于DEA的Malmquist指数法

Malmquist指数法是用于衡量全要素生产率的变动情况，可以用来评价多个时点上决策单元生产率的变动情况，很好地补充了DEA不能测算具体生产率增长水平的不足。基于DEA模型的全要素生产率指数(TFP)可以分解为技术进步指数(Tech)和进步效率指数(Effch)，提高全要素生产率的条件是推动生产技术的进步并提升生产技术效率。其中，技术效率变化指数由纯技术效率变化指数(Pech)和规模效率变化指数(Sech)构成。纯技术效率表述某一领域中应用技术更新的速度和对先进技术有效推广的程度，而规模效率则表示投入的增长对全要素生产率指数的影响。

从时期t到t+1的Malmquist指数表示如下。

从而，Malmquist指数可以分解为技术效率变化TEC和技术变化TC两部分。

因为技术效率变化可以分解为纯技术效率变化以及规模效率变化两部分，即TEC=PEC·SEC，所以全要素生产率指数分解表达式如下。

MI=TEC·TC=PEC·SEC·TC。

2.3数据来源及变量选取

课题组使用DEAP2.1软件，运用DEA-Malmquist模型对长江流域棉区的江苏省、安徽省、江西省、湖北省、湖南省等五个棉花主产区棉花全要素生产率进行测算，以分析长江流域棉区棉花全要素生产率的时空特征以及省际之间的差异。数据来源于2011—2020年《全国农产品成本收益资料汇编》，并根据数据的可行性和可靠性，参考前人研究，以11个棉花主产区作为生产决策单元，以每公顷产量为产出指标，以每公顷物质与服务费用、每公顷人工费用、每公顷土地成本等三个指标作为投入指标。

3结果分析

3.1时间序列变化

表2报告了2011—2020年长江流域棉花主产区全要素生产率及其分解情况。2011—2020年，长江流域棉花生产综合效率平均值为0.942，说明棉花生产综合效率年均降低5.8%。其中棉花技术进步年均降低了6.1%，棉花技术进步效率年均增长了0.3%，进一步分解可知，纯技术效率保持不变，而规模效率年均增长了0.3%。这也说明长江流域技术进步到瓶颈期，未有适合长江流域的新技术来推动棉花生产效率的提高，纵使有较为完善的农业推广体系和生产规模，也未能为长江流域棉花全要素生产率的提升做出积极贡献。

具体看，2011—2020年间长江流域棉花全要素生产率波动明显，其中2011—2015年全要素生产率是先降后升，原因是技术进步创新不足，依靠农业技术推广体系传播较为先进技术，在一定程度上推动棉花全要素生产率的提升。2012—2013年棉花全要素生产率降低，为0.826，相较于2011年降幅达到了17.4%，为10年来新低。2014—2015年度棉花全要素生产率为1.063，为近年来最高值，增长达到6.3%，是由于技术效率提升了10.4%，虽然技术进步效率降低3.7%，但不影响全要素生产率的提升。2015—2016年全要素生产率回落到0.929，随后在2016起每2个年度出现下降和增长交替出现的情况，造成这种显现的原因在于技术进步的不稳定和技术效率的疲软。从棉花全要素生产率的构成来看，长江流域棉花技术进步年均降低6.1%，虽然综合技术效率年均增长0.3%，但其作用甚微，导致全要素生产率年均下降5.8%。可见，虽然技术效率的提升对棉花全要素生产率有促进作用，但技术进步的不足也会阻碍全要素生产率的增长，这也说明目前我们的技术创新能力有待提高。所以要在农业技术推广体系完善的同时，要加大生产技术创新的提高。

表2 长江流域棉区近十年棉花全要素生产率指数模型的各指数值

3.2地区差异

从棉花全要素生产率变化情况看，只有江苏出现正增长，安徽、江西、湖北、湖南四个省份均出现负增长。江苏省的棉花全要素生产率为1.009，年均增长0.9%，其次是湖南、安徽、湖北，分别降低了4.9%、6.0%、6.9%，江西以年均12%的降幅位列倒数。技术进步方面，5个棉花主产区均出现负增长，相较而言棉花技术进步水平较高的是江苏。综合技术效率方面，只有湖北出现负增长状态，年均下降0.7%，其他三个省份均为正增长。纯技术效率方面，没有省份出现负增长，指标展示较为良好。规模效率方面，江苏实现正增长，年均增长1.6%，湖南略有增加，安徽、江西规模效率未有增长，而湖北出现负增长，年均下降0.7%。总体上，由于长江流域作为我国重要的粮食主产区，担负着重要的粮食生产任务，生产条件好的土地优先满足粮食生产而使棉花生产主要利用贫瘠的山丘、沙壤地，加上科技创新能力有限，未有先进适用的生产技术大规模运用，导致生产技术相对落后。江苏虽然面对同样的问题，但广阔的平原地形适宜规模化种植，加上江苏省财力雄厚，科技创新能力强，能够实现智能化栽培及高效植棉，在增加棉花产值的同时，降低植棉成本，因而其全要素生产率较高。

表3 近十年长江流域各棉花花主产省区的全要素生产率指标及构成

4结论与启示

4.1结论

本研究基于DEA-Malmquist指数对长江流域棉区2011—2020年棉花全要素生产率进行测算，结果表明，长江流域棉区与西北内陆棉区、黄河流域棉区相比，存在单位面积产量降低、生产成本升高的问题；长江流域棉区棉花生产的全要素生产率普遍不高，只有江苏省实现了正增长，安徽省、江西省、湖北省、湖南省棉花全要素生产率均出现了负增长，且省份之间存在较大的差异。生产技术进步不足是限制长江流域棉区棉花全要素生产率提高的决定性因素，规模效率不足、技术效率不足也是限制长江流域棉区棉花全要素生产率提高的重要因素。

4.2启示

提高棉花生产技术效率是促进长江流域棉花产业兴旺的关键。根据以上分析，提出四条建议：一是统筹全局安排棉花生产，要避免在西北内陆地区无限度集聚，加大对长江流域棉区棉花产业的政策扶持，发挥优势，实现优势互补，稳定棉花产量，扩大棉产品市场竞争力；二是加大棉花生产机械化研发力度，力争在长江流域棉花种植全过程机械化发展方面有所突破，实现“机采棉”及其配套设备运用于生产实践，推动棉花生产的技术进步；三是完善农业技术推广体系，多渠道、多形式宣传植棉新技术，培训植棉新方法，引导棉农进行标准化生产，让技术进步运用于实际生产中，从而提高生产技术效率；四是推动棉花种植规模化发展，小规模生产不适合现代棉花产业生产要求，提升棉花规模化经营程度，不仅有利于提高规模效率，也可以发挥机械化生产优势，降低生产成本。