特色热带作物技术集成驱动产业链一体化发展评价研究

向华，闫琰，王秀东

（1.中国农业科学院农业经济与发展研究所，北京 100081；2.首都经济贸易大学劳动经济学院，北京 100072）

习近平总书记指出，“要推动乡村产业振兴，紧紧围绕发展现代农业，围绕农村一二三产业融合发展，构建乡村产业体系，实现产业兴旺”。特色热带作物在我国打赢脱贫攻坚战、促进乡村振兴和服务国家“一带一路”倡议中发挥着重要作用。热带作物的典型代表包括香辛料作物胡椒、饮料作物咖啡和可可、工业原料作物橡胶、生物能源与粮食作物木薯等，其种植面积和农业产值之和分别占全国热带作物的34%和13%，涉及超过5 000万百姓的生计，是国家战略安全的重要组成部分[1]。

目前，我国热带农作物产业已初步形成以天然橡胶为核心，热带水果、热带油料作物、热带香辛料作物、热带糖能作物等为辅的总体布局。随着经济的持续快速发展，我国对热带农产品的需求日益增加。天然橡胶生产国协会（Association of Natural Rubber Producing Countries，ANRPC）预测，我国对天然橡胶作物、能源作物木薯的消费量年均增速分别高达14%、20%。但是，我国热带农作物受种植面积较小、单产水平较低、技术集成性较差、产业链整合不完善、进口依赖度较高等因素的制约，特色热带作物产业发展表现出整体效益偏低、可持续发展能力不强等短板弱项。这不仅直接影响农民经济增收，还阻碍特色热带作物产业进一步做强、做优。与此同时，在区域全面经济伙伴关系协定（Regional Comprehensive Economic Partnership，RCEP）的影响下，我国热带农作物产业的发展还将面临更激烈的竞争压力[2]。因此，本文立足我国特色热带作物全产业链，聚焦咖啡、橡胶和木薯等特色热带作物，运用双重差分倾向得分匹配（propensity score matching-differences in differences，PSM-DID）方法检验技术集成驱动产业链一体化发展项目对降低热带作物产业生产成本的边际贡献，对进一步优化技术集成驱动环节、推动特色热带作物实现技术集成驱动产业链一体化发展模式和提高特色热带作物生产效益具有重要的现实意义。

1 特色热带作物生产情况及技术集成的内涵

1.1 主要特色热带作物基本生产情况

我国主要特色热带作物收获面积与产量呈稳中上升的态势。2020年，我国（受限于实证分析数据的可得性，不包括港澳台地区）天然橡胶、咖啡和木薯三类热带作物收获面积116.8万hm2，与2015、2010年的112.4万、94.9万hm2相比，分别增长3.9%、23.1%。总产量570.1万t，较2010年 的529.1万t相比，增加了41.0万t，增幅7.8%。其中，咖啡豆生产效益上涨明显，在2010—2020年间，收获面积虽然仅增加2.9万hm2，但却增加了8.7万t的产量（表1）。

表1 2010—2020年我国主要特色热带作物收获面积与产量情况Table 1 Harvest area and yield of major tropical crops in China from 2010 to 2020

1.2 技术集成驱动的内涵

“技术集成驱动”是指在作物生产、加工、销售等各个环节都可通过技术指导来提升生产效益，并加强各环节之间的联系，以促进特色热带作物实现产业链一体化发展（图1）。以生产环节为例，我国木薯、橡胶在育种创新、资源保护方面的能力不断增强：通过实生选育、人工杂交等手段培育了“华南205”“华南214”“华南6086”等系列木薯优良新品种[3]；建立了天然橡胶品种改良中心，建成热带作物种质资源圃（库）34个、创新基地20个，收集和保存的热作种质资源3.6万份，入圃（库）保存、编目入册资源2.1万份，热作资源保存数量位居世界前列[4]。在土壤前期营养诊断、养护、高效施肥等方面，依据作物形态空间生态互补原理，研发了经济林下种植可可、木薯等高效栽培、机械化施肥、土壤酸化修复、机械化割胶等技术，该技术将林下土地资源利用率提升了1.5倍以上[5]。除此之外，相关技术人员还配套研发了病虫害综合防控技术，构建了“育繁推”一体化体系，开展了橡胶树植保“飞防”技术研发。

图1 技术集成驱动内涵及逻辑关系Fig.1 Connotation and logical relation of technology integration drive

2 特色热带作物产业链一体化发展模式质性研究

基于实地调研结果，针对我国主要特色热带作物产业发展过程中“产加销”脱节、技术集成性差、产量低、产值低、效益低等问题，探索出了特色热带作物贯通“产加销”产业链一体化发展模式的核心技术，即通过生产环节技术优化与支撑、加工环节核心技术支撑、面向销售环节研发新产品，培育新品牌，打通示范区特色热带作物生产、加工和销售环节，提高示范区特色热带作物产值、经济效益和社会效益。

2.1 特色热带作物产业链一体化发展模式存在问题

2022年7月，中国农业科学院经济研究所创新团队实地调研考察发现，我国特色热带作物产业链一体化发展模式还存在诸多问题。首先，我国天然橡胶产业发展存在“产加销”脱节、技术集成驱动性差、产量产值及经济效益低等问题。其次，与芒果、火龙果等热带水果产业相比，咖啡产业发展面临经济收益低、农民种植积极性不高，初加工排污严重、生态问题突出、环境保护税高、深加工不足、品牌效益不明显等诸多挑战[6]。最后，木薯产业也同样在生产、加工、销售等各环节面临诸多挑战。例如，生产方面农产品价格优势不足、农户种植积极性低；消费方面存在本地原料供应不足、环境保护税高、企业经营效益低的问题。上述问题严重制约我国特色热带作物产业的高质量发展[7-8]。

2.2 特色热带作物产业链一体化发展模式技术支撑

实地调研结果表明，以天然橡胶、咖啡、木薯为主的特色热带作物产业均逐步形成技术集成驱动下的一体化发展模式，在产业生产、加工、销售等各环节，均得到了良好的技术支撑。以天然橡胶技术集成驱动产业链一体化发展为例，在生产阶段，我国天然橡胶产业对小筒苗培育技术进行了优化，实现了“2个月育苗容器显著降解，7个月基本全部降解”的技术升级。该技术不仅能显著降低对土壤养分结构的破坏力，还能提高苗木种植速度和节约灌溉用水；对橡胶树炭疽病qPCR早期检测技术的优化能够快速、灵敏地对那些症状不明显，甚至无症状的橡胶树进行炭疽菌的定量检测和生长动态监测，并构建橡胶树炭疽病动态预测模型。此外，为更好推广应用绿色防控技术，我国还建立了3.34 hm2的橡胶树绿色防控示范基地，在成龄橡胶园开展了酸性土壤养护与机械施肥技术研究，发现“5 kg·株-1酸性土壤调理剂+70%化肥”能有效改善橡胶园0—20 cm土壤理化性状。在加工阶段，由于鲜胶乳的机械稳定度主要受碱度的影响，单独添加表面活性剂并不能有效提升鲜胶乳的稳定性，因而使用高效高质预处理技术对鲜胶乳进行处理，并针对需要来确定碱的用量。当碱用量在0.2%（质量分数）以下，补氨的胶乳稳定性较高，当用量超过0.3%时，补加KOH的胶乳稳定性较高[9]。在销售环节，我国天然橡胶产业以市场需求为主线，研发了适合消费者需求的高品质浓乳、乳胶床垫、乳胶枕头。另外，咖啡产业和木薯产业在技术集成驱动下也逐步实现了产业链一体化发展模式（表2）。

表2 我国主要特色热带作物在“产加销”环节技术集成驱动情况Table 2 Main feature of tropical crops drived by technology integration in the"production and marketing"link

2.3 特色热带作物技术集成驱动产业链一体化发展成效

在我国主要特色热带作物产业在技术集成驱动下，已初步形成全产业链一体化发展模式。各产业在生产、加工、销售环节均取得了突破性进展，科研成果、经济效益、生态效益也均取得了进一步发展。生产阶段：天然橡胶产业在育苗、栽培、土壤养护、施肥、病虫害防治等技术上已初步形成规范，并创建良性示范基地1个，带动600多户农民实现经济增收；咖啡种植的精品咖啡豆水平进一步提高；木薯种茎培育技术得到进一步推广，木薯产业得到突破性发展。加工阶段：天然橡胶鲜胶乳高效高质预处理、分离及高品质浓缩关键技术和配套工艺形成技术规范并新研发加工产品1个；咖啡产业链进一步拓宽，农民增收渠道进一步丰富；木薯加工成本进一步降低，加工产品质量进一步提高，加工企业市场竞争力进一步加强，食用木薯加工企业进一步丰富。销售阶段：天然橡胶品牌化发展进一步提高了天然橡胶产业的经济效益；“互联网+”进一步助推云南咖啡文化发展；木薯加工产品多样化进一步拓宽了木薯产业发展渠道并充分挖掘了市场潜力。

3 特色热带作物技术集成驱动产业链一体化发展定量评价

3.1 评价方法

现有的科研项目评价主要从项目总体层面构建多维评价体系开展绩效评价。王忠等[10]以创新质量和贡献为重点，尝试重构科学规范的科研项目评价指标体系；王颖婕等[11]构造国家自然基金项目h指数，对项目的学术价值进行评价；贾敬敦等[12]从技术、效益和风险3个角度构建了应用开发类、软科学类与基础研究类3类农业科技成果的评价指标体系。针对科技计划或科研项目设计的“降本增效”等微观具体指标，基于实验室或试验田开展自然实验的研究可以在控制其他因素不变的条件下，通过统计分析或构建多元线性模型利用最小二乘法估计参数，并判断实验效果是否具有统计学意义[13-14]。但是对于技术示范推广类科技计划项目，实施效果表现为农户应用新技术后的成效，在脱离了实验室或试验田的条件下，理论上无法控制其他因素不变。

因此，本研究采用经济学和社会学领域的“反事实（counterfactual）”思想，构建类似自然实验的因果推断模型，评估农户参与特色热带作物产业链一体化项目的效果。常用的因果推断模型主要包括倾向得分匹配法（PSM）[15-16]、弹性分布式数据集（resilient distributed datasets，RDD)和双重差分法（DID）[17]等。其中，PSM主要用于解决由于处理组和控制组并非随机选择而导致的选择偏差问题，RDD主要用于政策或项目实施导致主要解释变量产生断点的情况，DID可以克服干扰因果关系的其他因素或遗漏变量等问题的影响[18]。由于木薯土壤养护与高效技术不会导致主要解释变量产生断点，本研究主要采用PSM和DID方法。此外，由于PSM无法避免遗漏变量等问题，DID无法避免选择偏差问题[19]，本研究还采用基于倾向得分匹配的双重差分模型（PSM-DID）进行评价，并对各种模型的估计结果进行对比分析。

3.1.1 双重差分法双重差分法（DID）常用于政策效应评估，通过计算处理组与控制组在政策干预下的增量差距进而识别政策效应[20]。将农户参与特色热带作物产业链一体化发展技术项目作为一项独立的“准自然实验”，参与项目的农户为处理组，未参与的农户为控制组。

首先，计算处理组的增量变化。

式中，T为处理组农户生产某一热带作物参与一体化项目所带来的经济净效应；A2为处理组农户参与一体化项目后生产某一热带作物的总经济收益；A1为农户参与一体化项目前生产某一热带作物的总经济收益。

其次，计算控制组的增量变化。

式中，C为控制组在处理组参与一体化项目前后对应时期的农户生产某一经济作物带来的经济净效应；B2为控制组在处理组参与一体化项目对应时期农户生产某一热带作物的总经济收益；B1为控制组在处理组未参与一体化项目对应时期农户生产某一热带作物的总经济收益。

然后，计算农户参与一体化项目所带来的经济净效应（Diff）。

将式（1）与式（2）联合可得参与一体化项目的平均处理效应（average treatment on the treated，ATT），具体公式如下。

最后，构建双重差分模型如下。

式中，α1为常数项，α2表示参与项目农户与未参与项目的农户在热带作物投入要素成本或数量上的变化，α3为控制变量待估计参数；Di和Tt是虚拟变量，其中，Di表示农户i是否参与项目（若农户i参与，则Di=1，否则Di=0），Tt表示第t年是在项目实施前还是在项目实施后（第t年在项目实施后，则Tt=1，否则Tt=0）；Yit表示第t年农户i的某一生产要素投入成本或生产要素投入量，Xit表示一系列控制变量，εit为随机误差项。

由于农户是否参与特色热带作物产业链一体化项目并非完全随机，式（5）存在选择偏差问题，导致的α2估计结果也存在偏差。

3.1.2 倾向得分匹配法倾向得分匹配法（PSM）是利用离散概率选择模型对处理组和控制组的个体估算倾向得分（propensity score），进而通过选择倾向得分相近的处理组和控制组的个体进行样本匹配得到平均处理效应（averaged treated effects on treated,ATT）的无偏估计值。首先，选定影响农户是否参与项目的变量，构建Logit模型或Probit模型，分析农户是否参与项目的影响因素并根据模型的估计结果预测农户参与项目的概率（即倾向得分）；其次，计算倾向得分，式（6）表示在给定控制变量Xi的情况下，农户i参与项目的倾向得分。

式中，控制变量Xi即参与匹配的变量，Di表示农户是否参与项目，b为待估计参数。

随后，根据倾向得分选择匹配算法进行样本匹配，常见的匹配算法包括最近邻居法、核匹配法、半径匹配法等[21]。最后，根据匹配样本和式（7）计算ATT。

但是，与普通OLS回归的问题相同，在式（5）的匹配过程中，由于Xi中无法控制农户能力等不可观测的因素，式（6）也存在内生性，系数b的估计结果也是有偏、不一致的，导致式（7）计算的ATT也可能存在偏差，为此有必要引进双重差分倾向匹配得分的分析方法来对研究进行实证检验。

3.1.3 双重差分倾向得分匹配法双重差分倾向得分匹配法（PSM-DID）利用匹配后的样本构建双重差分模型评估政策效应，结合了双重差分法（DID）和倾向得分匹配法（PSM）的优点。因此，本研究依据该方法对热带作物产业链一体化的技术效果进行评价，建立模型如式（8）所示。

3.2 数据来源与变量度量

本研究数据为中国农业科学院农业经济与发展研究所创新团队2022年7月实地走访调研所得，主要包括2019—2021年农户基本信息、特色热带作物种植成本、要素投入、技术采用情况等基本种植信息。鉴于数据可获得性和有效性，本文实证分析仅对木薯、橡胶产业技术集成驱动一体化发展进行量化评价。木薯和天然橡胶调研数据分别来源于广西省桂平市、海南省儋州市。具体研究变量及其度量如表3所示。

表3 变量及度量Table 3 Variable and measure 续表Continued

表3 变量及度量Table 3 Variables and measures

3.3 描述性统计分析

3.3.1 天然橡胶研究样本分析从表4可以看出，在农药成本、化肥成本和人工成本中，人工成本占据首位，平均年度人工工日投入高达815个。根据对照组与处理组对比分析，处理组化肥成本、农药成本和化肥投入量均显著低于对照组，而年度人工成本高于对照组、年度自家劳动力投入低于对照组。就样本农户家庭特征而言，与未参与项目的样本农户相比，家庭承包面积较大、家庭收入较高、特色热带作物收入较高的农户更倾向于参与橡胶产业链一体化项目。同时，对照组与处理组农户户主年龄、受教育年限不存在明显差异，整体上户主年龄在53岁左右，受教育年限大约是8年。

表4 天然橡胶描述性统计分析Table 4 Descriptive statistical analysis of natural rubber 续表Continued

表4 天然橡胶描述性统计分析Table 4 Descriptive statistical analysis of natural rubber

3.3.2 木薯研究样本描述性统计分析2019—2021年间有效观测值共339条，其中处理组观测值198条，对照组观测值141条。从要素投入看，处理组要素投入均值均低于对照组，其中，处理组化肥投入成本为3 727.5元·hm-2，而对照组为3 849.0元·hm-2；处理组农药投入成本均值为568.35元·hm-2，而对照组为579.15元·hm-2；处理组人工成本达到11 232元·hm-2，而对照组人工成本达到14 058元·hm-2，存在显著的人工成本投入差异；处理组自家劳动力每公顷投入平均约133.125个工日，而对照组平均每公顷自家劳动力投入为179.550个工日。从农户基本特征看，处理组与对照组农户户主年龄基本在54周岁左右，受教育年限基本在7.5年，即处理组与对照组在农户年龄和受教育水平这两项指标上基本不存在明显差异。同时，处理组农户家庭年收入和特色热带作物收入分别达到将近6.7万、1.1万元，均高于对照组收入数据（表5）。

表5 木薯描述性统计分析Table 5 Descriptive statistical analysis of cassava 续表Continued

表5 木薯描述性统计分析Table 5 Descriptive statistical analysis of cassava

3.4 一体化项目边际效应定量分析

3.4.1 天然橡胶产业链一体化项目边际效应定量分析表6为橡胶技术效果评价模型估计结果。PSM-DID模型回归结果显示，did均在P<0.01水平上显著，且估计系数分别为-0.190和-0.091。这表明在其他条件不变的情况下，农户参与橡胶产业链一体化项目使得农户人工成本显著下降约19.0%，农药投入成本显著下降约9.1%。对比不同研究方法的差异，当以lnlaborcosts为被解释变量并使用did方法进行参数估计时，农户参与项目对人工成本差异不存在显著影响。当以lnpcosts为解释变量时，did在P<0.01水平上显著，且估计系数为-0.121，即农户参与项目使得农药成本显著下降12.1%。两种分析方法回归结果系数和作用程度基本一致，说明本研究结果具有良好的稳健性。

表6 模型估计结果Table 6 Model estimation results

3.4.2 木薯产业链一体化项目边际效应定量分析估计结果（表7）显示，PSM-DID回归结果在P<0.1水平上显著，且估计系数为-0.240。这表明农户参与“木薯产业链一体化项目”的平均效应为-0.240。因此，在其他条件不变的情况下，农户参与该项目使化肥成本显著下降24.0%。为对比不同方法之间的差异，本研究还使用DID方法进行了估计分析。DID的估计结果显示，did在P<0.1水平上显著，即与未参与项目的农户相比，参与项目使得农户种植木薯的化肥成本降低约17.8%。该结果与PSM-DID回归差异不大，一方面表明本研究的研究结果存在稳健性，另一方面也表明DID的估计结果低估了农户参与“木薯产业链一体化”项目的平均处理效应。这主要是因为DID在一定程度上能够控制不可观测变量，但由于农户是否参与项目是农户根据自身做出的选择，并非外生，因此可能存在农户自选择问题导致的内生性，进而导致回归结果出现偏差。

表7 模型估计结果Table 7 Model estimation results

4 启示

本文运用PSM-DID、DID分析方法，实证检验了我国天然橡胶和木薯产业在生产过程中，农户参与“产业链一体化项目”对降低产业生产投入成本的边际贡献。虽然验证了“产业链一体化项目”的确能有效降低生产成本，提高农户经济收益，但是受限于数据样本量，不能进一步对特色热带作物产业在生产、加工、销售等不同环节中提供技术支持所能带来的成本下降或边际效益上升进行有效量化。因此，在对“技术集成驱动产业链一体化项目”进行定量分析的基础上，进一步从不同环节进行更加深入细致的研究将是下一步重点。

新形势下针对“三农”困局，我国政府顺应农业农村领域产业融合发展的客观趋势，提出将产业链、价值链等现代产业组织方式引入农业，推动农村“一二三”产业融合和产业链一体化发展。农村产业融合发展成为拓展农村产业新空间和破解“三农”困局的重要路径。为推动我国特色热带作物实现创新技术集成并推进产业链一体化模式构建和推广应用，本文基于前文研究结果得出以下启示。

生产阶段：土地是特色热带作物产业发展的根基，土壤健康问题已成为制约特色热带作物产业高质量发展的瓶颈。基于此，在特色热带作物产业发展过程中，应优化种植结构，合理利用土地资源；构建人工微生物群落土壤质量监测系统，加强土壤健康状况调控技术的创新研发。种质资源是育种的基石、特色热带作物产业的“芯片”。目前，我国特色热带作物种质资源品种丰富，但保存、推广和应用不足。一方面应加强特色热带作物种质资源有利基因挖掘；另一方面也应加强优异种质资源的收集、引进和保存，以应对未来不确定性的气候环境。

加工销售阶段：深度加工技术是产品多元化、适应消费需求变化的重要技术保障。当前，以我国天然橡胶为代表的特色热带作物，在鲜胶乳高效高质预处理、高质高效分离、高品质浓缩、关键技术和配套工艺技术的驱动下，成功研发新加工产品，有效拓宽了热带作物产业经济增收渠道，降低了粗加工给环境造成的生态负担。基于此，特色热带作物产业加工环节应进一步加强对消费市场需求的调研，并加强对高需求加工产品精深加工技术或新消费模式的创新研发。

良好的人力资本和创新型人才是特色热带作物产业链条一体化发展的重要基础。基于此，应集中中央和地方科研人才培养力量，加强育种、土壤营养健康监测或健康土壤培育、大苗移栽技术、创新加工技术等专业技术型人才的培养；建立数据资源交流平台，强化“产加销”环节数据分析优秀人才的培育；重视各级技术在实践中应用推广人才的教育培训，促进理论成果落地，以提高我国热带作物产业经济效益。