长江经济带农业绿色全要素生产率评价及时空演化分析

□杨锦琦 左腾达

一、引言

党的十八大以来，我国高度重视农业绿色发展。党的十八届五中全会提出了绿色发展的理念。2016 年中央一号文件中明确指出绿色发展是我国农业现代化发展方向，此后，农业绿色发展连续多年作为中央一号文件重要内容出现。2018 年习近平总书记在深入推动长江经济带发展座谈会上提出“长江经济带应该走出一条生态优先、绿色发展的新路子”[1]。2021 年9 月颁布的《“十四五”全国农业绿色发展规划》是我国第一部农业绿色发展专项规划。党的十九大报告强调“构筑尊崇自然、绿色发展的生态体系”，为中国未来的绿色发展指明了方向。

长江经济带是我国重要的粮食主产区，是国家生态文明建设的先行示范区，横跨我国东、中、西三大经济地带，战略地位凸显。近年来，长江经济带绿色农业发展步伐进一步加快，但是，仍然存在过度依赖化肥、农药、地膜等农用资料来提高农业产出的现象。2020 年，长江经济带11 省市耕地单位面积化肥使用量288kg/hm2，远远超出国际安全上限（225kg/hm2），农业面源污染严重，生态环境质量仍然欠优。2016 年出台实施的《长江经济带发展规划纲要》提出：要将长江生态环境的保护和修复放在首位，推动长江经济带农业现代化发展，改善流域内生态环境。2018 年，农业农村部出台实施《关于支持长江经济带农业农村绿色发展的实施意见》提出要保护水生生物多样性、减少化肥农药投入、促进农业废弃物资源化利用、优化农业农村发展布局等。当前，国家不断加大对长江经济带的关注，研究长江经济带农业绿色生产效率，有利于推动长江经济带农业高质量发展。

二、文献综述

近年来，学术界有关农业绿色发展的研究成果颇为丰富，主要集中在农业绿色发展理论内涵、农业绿色发展水平评价、农业绿色生产效率及其影响因素等方面。关于农业绿色发展内涵研究方面：Pimentel 等（2005）[2]认为农业绿色发展是科技化、绿色化生产方式。李谷成（2014）[3]认为农业绿色发展是农业投入与生产、加工、流通、消费全链条的绿色化。李宪印等（2016）[4]认为绿色农业就是经济、生态、社会可持续发展农业发展模式。关于农业绿色发展水平评价研究方面：一类是从国家、省际层面进行分析研究。黄炎忠等（2017）[5]利用宏观数据分析了我国农业绿色生产水平，结果显示整体水平呈上升态势，但同时存在明显区域间差异。另一类是从区域层面进行分析评价。贾淼等（2019）[6]利用DEA 非参数效率模型，依据河南省2000—2016 年农业发展数据，对各年度不同投入指标之间的改进变动状况进行分析研究。郭付友等（2020）[7]利用DEAMalmquist 指数法，使用多种计量模型,对鲁南经济带2005—2017 年城乡绿色发展效率时空分异特征、驱动因素进行综合分析研究。关于农业绿色生产效率的研究方面：学者们基于资源环境约束角度出发，采用非参数数据包络分析（DEA）、参数随机前沿分析（SFA）测算农业绿色生产效率。这主要存在以下两类研究角度：一是将环境污染作为要素投入。展进涛等（2019）[8]利用随机前沿分析方法，把环境污染物排放作为农业生产过程的环境成本，把氮磷流失、二氧化碳排放、化学需氧量排放作为要素投入。二是以环境污染作为非期望产出。侯孟阳等（2018）[9]将农业碳排放作为非期望产出，测算我国31 个省区市1978—2016 年的农业绿色生产效率。关于农业绿色生产效率影响因素的研究方面：学术界对农业绿色生产效率的影响因素研究可以分为两大类：一类是集中于投入要素冗余、非期望产出冗余分析，研究发现化学投入要素冗余（化肥、农药、杀虫剂、农膜等）、农业污染等非期望产出冗余是影响农业绿色生产效率评估的重要因素。刘志成等（2015）[10]研究发现农业化肥使用过剩、农业用水消耗较大和农业面源污染严重引发农业绿色生产效率下降。另一类是集中研究政策制度（例如农业生态补贴政策、土地流转制度等）、财政投入、产业结构、科技投入等因素对农业生产效率的影响。薛蕾等（2020）[11]分析了农业产业聚集对农业绿色发展效率的影响机制，结果显示产业聚集对农业绿色发展存在正向溢出作用。

综上所述，学术界对农业绿色发展已开展了比较全面的分析，但是，已有研究主要集中在国家、省际层面，而对长江经济带农业绿色生产效率的研究还尚显不足。本文利用SBM 超效率模型和GML 指数对长江经济带农业绿色发展效率的整体情况和区域差异进行分析，并基于此提出结论和政策启示。

三、研究方法

（一）计算方法

自索洛模型提出后，全要素生产率广泛应用于评估生产效率。但是，传统全要素生产率在计算时只关注生产要素投入的正面效应，忽略了生产对环境可能带来的负面效应。通过将资源消耗和环境污染纳入生产效率的分析框架中，学者们提出了绿色全要素生产率的概念，旨在测算考虑资源环境代价的真实生产效率，客观反映农业绿色发展程度。根据孟祥海（2019）[12]的研究，本文使用SBM 超效率模型和GML 指数两种方法测量农业绿色全要素生产率，前者是地区之间的相对比较，而后者反映效率动态的变化情况。通过静态和动态的比较分析，展现农业绿色全要素生产率整体概况和时空演变。

1.包含非期望产出的SBM 超效率模型

传统的DEA 模型由于忽视了非期望产出的影响，因此计算得出的生产率容易产生较大的偏差。SBM 模型解决了径向模型对无效率的测量没有包含松弛变量的问题，Tone（2002）[13]提出包含非期望产出的SBM 模型，该模型可用以下公式表示[14]：

其中：s 表示投入和产出变量的松弛变量，λj代表权重系数，p 代表被评价决策单元的效率值。由于模型基于非径向和非角度的方法进行评估，因此避免了传统由径向和角度带来的偏差。[15]

2.GML（Global Malmquist—Luenberger）指数

GML 即全局曼奎斯特罗恩伯格生产率指数，能够克服使用ML 指数时出现的不可行解的问题。根据Pastor 等（2005）[16]的研究，GML 指数的公式为：

GML 指数可以分解为效率变化指数和技术变化指数，公式如下：

借助Ray and Desli E（1997）[17]的方法，实际运用中可以分解为技术效率变化、技术进步变化和规模效率变化，通过比较GML 及其分解指数值不同期的大小，可以判断农业绿色全要素生产率的贡献来源及技术效率和规模效率的变化。

（二）指标选取和数据来源

1.指标选取

在借鉴前人研究的基础上，考虑数据的可获得性和适用性，本文相关变量的定义及构建如下：

（1）农业投入。根据郭海红等（2020）[18]的定义，将农业投入划分为劳动、土地、资本和农业水资源投入。劳动力投入采用肖琴等（2020）[19]的方法，以农业产值占农林牧渔业总产值的比例来估算农业从业人数。土地投入使用农作物播种面积来表示。资本投入划分为机械投入、化肥投入、农药投入和农膜投入。其中：机械投入使用农业机械总动力来表示，化肥投入使用化肥施用量表示，农药和农膜投入分别使用农药使用量和农膜使用量表示。农业水资源投入使用农业用水总量来表示。

（2）期望产出。使用各省（市）以2011 年为基期的农林牧副渔业总产值表示。

（3）非期望产出。非期望产出是指农业生产中无意带来的对社会有负面影响的产出，一般用环境污染的相关指标来表示，如农业碳排放或农业面源污染等,本文使用农业碳排放进行计算。

农业全要素生产率计算评价指标体系如表1 所示。

表1 农业全要素生产率计算评价指标体系

2.数据来源

本文选取的是2012—2019 年间长江经济带9 省2 市的农业投入产出数据，数据均来自历年《中国农村统计年鉴》《中国统计年鉴》及各省市统计年鉴。

借鉴李波等（2011）[20]使用的方法，使用化肥、农药、农膜、柴油、翻耕、农业灌溉作业碳源，结合碳排放系数来计算总碳排放,计算得到碳排放总量如表2。

表2 长江经济带各省（市）2012 年—2019 年农业碳排放总量 单位：万吨

如表2 所示，多数地区的农业碳排放显现出下降的趋势，部分地区在2014-2016 年碳排放达到最大，随后开始快速下降。长江上游地区中云南省的农业碳排放下降幅度最大，长江中游地区中湖北省的农业碳排放下降幅度最大，长江下游地区中上海的农业碳排放下降幅度最大。

四、实证结果

（一）基于SBM 超效率模型计算的农业绿色全要素生产率

根据SBM 超效率模型计算出2012—2019 年长江经济带各省市农业绿色全要素生产率，具体结果如表3 所示。

表3 SBM 超效率模型下长江经济带各省（市）2012—2019 年农业绿色全要素生产效率测算结果

从长江经济带整体来看，长江经济带各省市农业绿色全要素生产率在2012—2019 年经历了一定区间范围内的波动，在2014 年达到较高值以后开始下降，2017 年以后又开始上升，农业绿色全要素生产率均值分布在1.1291-1.1512 之间。从长江经济带各地区来看，贵州的农业绿色全要素生产率要明显高于其他地区，上海、浙江、安徽、江苏紧随其后，其他地区的农业绿色全要素生产率相对较低，云南、湖南要明显低于其他地区。由此可知，长江经济带区域内不同地区农业绿色发展效率存在较大差异，下游地区要比中游、上游地区的农业绿色全要素生产率总体要高，即经济发达地区的农业绿色发展程度也较高。贵州农业绿色全要素生产率偏高的结果与金芳等（2020）[21]、吴传清等（2018）[22]的结果一致，可能的原因是贵州粮食种植规模相对较小而养殖业占有相当的规模，在计算绿色生产率时对投入有一定的低估，所以计算得出的产出效率偏高。

为了进一步反映长江经济带农业绿色发展状况，将传统农业生产率和农业绿色全要素生产率进行对比。从下图可知，多数地区的农业绿色生产率都要高于传统农业生产率，只有云南和湖南的绿色生产率低于传统农业生产率。从地区之间差异对比看，各个地区的传统农业生产率差别不大，但农业绿色全要素生产率的差异较大。这说明在农业生产环境管制愈发严格的政策背景下，农业绿色生产不仅能减少环境污染，而且有助于提升传统农业生产效率。这说明通过节约农业资源，保护产地环境和农业生态，实现绿色供给的绿色农业发展之路是传统农业转型升级的必经之路。

图 长江经济带各省（市）2012—2019 年传统农业生产率均值与农业绿色生产率均值对比

（二）GML 指数测算和分解结果分析

通过计算GML 指数数值，测量绿色全要素生产率随时间的动态变化，根据生产率变化来源将GML 指数分解为技术进步变化、技术效率变化和规模效率变化，三者相加之和得到农业绿色全要素生产率变化值。根据计算GML 指数获得的农业绿色全要素生产率及其分解结果如表4 所示。

表4 2012—2019 年各年份农业GML 指数及分解指数均值

根据表4，2012 年—2019 年长江经济带农业绿色全要素生产率变化值逐步增加，且增加幅度不断提升，呈现持续改善趋势,表明农业绿色生产水平不断上升。从均值看，绿色全要素生产率年均增速达到10.21%，其中：技术进步贡献9.65%，技术效率变化贡献0.55%，规模效率变化贡献几乎为0。从时间变化来看，技术效率变化贡献在2015 年之后基本保持不变，而规模效率变化贡献则在2014 年以后由负转正，只有技术进步变化贡献稳步提高。从分解指标角度分析，技术进步是长江经济带农业绿色全要素生产率增长的主要原因，说明随着对绿色农业的日益重视，各地加大了对农业绿色生产技术研发的投入力度。同时技术效率和规模效率的贡献不足也说明农业生产的规模效应和投入集约化仍不足，这也是未来农业绿色发展的潜在动力。

从空间视角看，通过对每个地区的农业绿色全要素生产率的变化均值进行对比分析，可得到如表5 所示的结果。

根据表5，上海的农业绿色全要素生产率变化值为负，主要是规模效率出现倒退。贵州的农业绿色全要素生产率增加最多，技术进步贡献最大。湖南和浙江的农业绿色全要素生产率增加相对较少，对比发现技术进步变化的贡献较低。其他地区的农业绿色全要素生产率变化相差不大。多数地区技术效率变化为负或不变，只有湖北、贵州、云南和重庆为正；多数地区规模效率变化为正，只有湖南、安徽、云南和上海为负。将长江经济带的地区以所处上中下游来划分，可以发现上游地区的农业绿色全要素生产率增长要比中下游的地区快。学者们也有类似的发现，吕娜等（2019）[15]认为经济发达地区农业发展已经进入平台期，第一产业规模逐渐放缓甚至停滞，农业技术、效率再实现大的跨越和提升的难度较大，这制约了绿色全要素生产率增长。而其他地区尤其中西部地区既有较好的绿色农业发展基础，又持续推动农业绿色低碳转型，一些新的技术也从经济发达地区转移到这些地区，表现在技术进步变化对农业绿色全要素生产率的贡献最大，这促进了这些地区在绿色农业上实现赶超。

表5 2012—2019 年长江经济带各省（市）GML 指数及分解指数均值

最后根据前文的分析，发现政策对农业绿色全要素生产率有积极影响，尤其是2016 年《长江经济带发展规划纲要》的发布，对长江经济带的生态文明建设和农业农村绿色发展有积极促进作用。以2016 年为时间点对长江经济带各个地区时间前后农业绿色全要素生产率进行对比，结果如表6 所示。

表6 政策发布前后长江经济带各省（市）农业绿色全要素生产率均值对比

表6 表明：在2016 年政策发布后多数地区的农业绿色全要素生产率都有一定幅度的增长，上游的云南、四川，中游的湖南以及下游的上海增长幅度较大，说明政策对农业绿色生产的作用并不会受经济发展水平的限制。同时技术进步变化和规模效率变化也有小幅的提高，但是也发现江西和贵州的农业绿色全要素生产率出现一定幅度下降。一个可能的原因是2017 年这两个地区成为国家生态文明试验区，对农业生产生活环境采取了更严格的规定，不符合生态发展的生产投入均会受到限制，体现在技术进步变化的贡献下降，但规模效率变化的贡献反而提高了，说明生态发展对农业规模经济的释放会产生促进作用，农业更应该通过规模化来提高生产率。此外，所有地区的技术效率变化对比结果是有的地区提高了，而有的地区却降低了，说明农业要素投入配置还存在不足，技术结构仍不合理，农业粗放式经营还没有得到明显改变。

五、研究结论与政策建议

（一）研究结论

本文通过构建SBM 超效率模型和计算GML 指数，从静态和动态分析两个角度，测度了2012—2019 年长江经济带各省市的农业绿色全要素生产率情况，并分时间段和区域作了对比分析，得出以下结论：

1.从静态分析来看，2012—2019 年长江经济带农业绿色全要素生产率均值大于1，处于有效率状态。从地区看，长江经济带的下游地区要比中上游地区的农业绿色全要素生产率普遍更高，即经济发展与农业绿色生产率是有较高的相关性。

2.从动态分析来看，2012—2019 年长江经济带农业绿色全要素生产率年均增长达到10.21%，其中技术进步贡献最大。从时间分段来看，多数地区在2016 年后实现了农业绿色全要素生产率的更快增长。从地区来看，长江经济带的上游地区要比中下游地区的农业绿色全要素生产率增长更快。从贡献来源来看，上游地区技术进步对农业绿色全要素生产率贡献最大，技术效率和规模效率变化也为正值，与中下游地区形成对比。

（二）政策建议

1.制定差异化、有针对性的农业绿色发展政策。因地制宜，结合长江经济带各省市自身农业要素禀赋特点，对农业绿色化发展加强顶层设计，进行科学规划，实施差异化管理。依据长江经济带各区域农业绿色发展效率的差异，制定差异化农业绿色发展的政策，整合农业资源，发挥区域优势，加强区域间合作，合理配置资源要素，打破区域间农业发展壁垒，发挥农业绿色生产效率高的地区的示范带动作用，带动周边农业绿色生产效率低的地区发展优势产业、支柱产业，进一步调整农业产业结构。

2.推动农业科技研发水平提升与推广。建立技术创新奖励机制，积极研发化肥农药替代品，减少化学品投入，减少环境污染；学习引进先进技术，进一步提高农业生产效率；积极推广农业绿色生产技术。加大对农业技术研发、推广和创新的投入力度，推进绿色栽培、化控防害、资源利用等领域的绿色环保技术创新，提高农业生产效率，减少污染，提高农业绿色发展效率。

3.构建农业面源污染防治体系。建立长江经济带区域合作机制，统筹防治污染，加强沟通协调，构建长江经济带省际间交流平台，切实加强污染治理，防范污染扩散；建立完善生态补偿机制，制定科学合理差异化的符合长江经济带各省市的补偿标准，成立专门管理机构对长江经济带各省市生态补偿进行科学管理，监督生态补偿的执行情况；建立健全长效机制，加大对长江经济带农业污染治理的投入，建立奖惩机制，促进农业绿色发展。