草原资源约束与中国畜牧业经济增长的时空格局演变--基于“尾效”模型检验

李先东,韩 瑛,夏 咏*

(1.新疆农业大学经济管理学院,新疆 乌鲁木齐 830052; 2.新疆农业大学干旱区生态经济与畜牧业高质量发展中心,新疆 乌鲁木齐 830052)

中国是草原大国,有天然草原3.928亿公顷,约占国土面积的40.9%。天然放牧草场养活了近20亿人口和全球50%的牲畜,是维持草原畜牧业生产的重要物质资料[1]。资源是我国经济社会发展的重要制约因素[2],2021年中国畜牧产值3.99万亿元,占农业总产值27.15%,比1978年提高12.17个百分点。在畜牧业取得巨大成就的同时,也要正视畜牧业发展所面临的挑战和问题[3-4]。2014年全国荒漠化和沙化土地面积分别高达2.6和1.7亿公顷[5]。2019年,全国重点天然草原的平均牲畜超载率为10.1%,牧区县(旗、市)平均牲畜超载率13.8%。2020年全国草原有害生物危害面积5 268.45万公顷。第六次全国荒漠化和沙化调查结果显示,全国荒漠化土地面积为2 573.7万公顷,沙化土地面积为1 687.8万公顷。草地生态系统受损[6]和草原生态环境形势严峻[7]影响牧区经济可持续发展和牧民生计安全[8-9],自然资源对我国经济增长的制约作用正日益凸显[10]。资源枯竭和环境污染束缚着经济增长,转变以资源消耗为代价的粗放型发展方式是实现经济高质量发展的必然要求[11]。

近年来,国内外学者集中分析资源对经济增长的影响程度,阶段关注重点有所差异。早期侧重宏观层面研究资源稀缺与经济增长的关系[12-14]、对本国经济[15]和世界经济[16]的影响、自然资源与经济增长速度的相关程度[16-17]、自然资源的不可替代性[19]、资源存量影响经济增长[17]和国家政权如何受到影响[18]等。随着研究的深入,理论研究逐渐转变为定量实证分析。根据Romer理论假设,对地区间的空间分布差异[19-20]、土地资源[21-22]、碳排放[23]、水土资源[24-29]、海洋资源[30]、人力资源[31-34]等进行尾效值测算,草原资源管理和畜牧业高质量发展是草牧业研究的热点。放牧草场是典型的公共池塘资源[35],公共资源循环利用能推进经济可持续发展[36]。草地资源是畜牧业发展的重要载体[37],必须合理的保护、建设和利用草原资源[38],转变牧业生产方式[39]。提高牧民生态认知[40]、合理减畜[40]是维持草地生产力[41]和生态系统平衡的重要方式,能进一步保障牧民财产、生活和草场生态安全[42]。降低农牧户对草地及牧业生产的依赖[43]、维护草原资源权属安全[44]和生态保护[45]等是促进畜牧经济可持续发展[46]的必要举措。

梳理文献发现,已有研究对资源尾效和草原畜牧业的研究对象、研究模型、分析方法、研究尺度由面到点逐渐深入、具体、完善,为本研究提供了理论借鉴和实践思考,但仍存在不足之处,有进一步拓展的空间。第一,草原资源与畜牧经济增长二者存在保护生态或维持生产的基本矛盾,使用定量实证研究方法分析草原资源与畜牧经济关系亟待深入。第二,尾效模型主要用于分析自然资源对经济增长的约束作用,当前研究中缺少针对草原资源的探析。草原资源是自然界和人类社会中可以为畜牧业开发利用[47],并产生经济效益[48]、社会效益[49]、生态效益[50]的草原生物资源[51]及其衍生的畜牧产品价值[52]、资源使用者和资源系统的资产总和[53]。鉴于此,本文基于1998-2020年省级面板数据,构建面板数据模型,多元回归分析测度尾效值(图1)。在此基础上进行空间异质性分析,划分“尾效”类型,探讨草原资源约束与中国畜牧经济增长的时空格局演变的影响因素,对研究区域草原资源的利用与配置,推动畜牧业高质量发展提供参考。

1 材料与方法

1.1 理论模型

Romer在2001年提出“growth drag”,将自然资源、土地资源纳入C-D生产函数模型,用以衡量资源供给不足对经济增长的约束。根据草原资源“尾效”特征,结合中国畜牧业发展现状,积极响应高质量发展的要求,改进尾效模型如下:

Y(t)=K(t)αR(t)β[A(t)L(t)]1-α-β
(α>0,β>0,α+β<1)

(1)

公式(1)中,Y为畜牧业经济产出;K为资本存量;R为草原资源数量;A为劳动的有效性;L为劳动投入量;AL为有效劳动;t为时间;α为资本产出弹性;β为草原资源产出弹性。

假设式(1)中的资本、劳动、有效劳动与索洛模型一致,即:

K(t)=sY(t)-δK(t)

(2)

L(t)=nL(t)

(3)

A(t)=gA(t)

(4)

R(t)=rR(t)r>0

(5)

其中,K表示资本存量的增量,s为储蓄率、δ为资本折旧率;L为劳动力的增加量,n为劳动力资本增长率;A为有效劳动的增加量,g为技术进步增长率;R草原资源的增加量,r为草原资源变化率。

L0(1+n)t=Lt得出劳动增长率n:L0为1998年农牧业从业人数,Lt为2020年农牧业人数总量,t为增长期数,取值23;此方法同样适用于草原资源消耗增长率的计算。

资源固定有限和人口增加一定程度上会降低劳动力平均资源利用量,将资源约束“存在”与“不存在”两种情况下的经济增长速度之差称之为“尾效”。

公式(1)取对数得到:

lnY(t)=αlnK(t)+βlnR(t)+(1-Q-β)
[lnA(t)+lnL(t)]

(6)

gY(t)=αgK(t)+βgR(t)+
(1-α-β)[gA(t)+gL(t)]

(7)

假设经济保持均衡增长,当草原经济处于平衡增长路径时,对于平衡增长路径所需要的Y与K增速固定不变,根据公式(2),K的增长率为:

(8)

gY(t)=αgk(t)-βb+(1-α-β)(g+n)

(9)

根据假设,平衡增长路径下gY=gK,即约束水平下平衡增长路径上的畜牧经济产出增长率:

(10)

平衡增长路径上的ΔY增长率/单位劳动力为:

(11)

在不存在草原资源约束的平衡增长路径中,R与L增长一致,R′(t)=nR(t),此时′Y增长率/单位劳动力下为:

(12)

草原资源对畜牧经济增长产生的“尾效”为:

(13)

1.2 面板数据模型

研究以资源尾效模型为基础构建面板数据模型对数据进行检验,以便进一步处理数据:

lnYit=β0+β1,ilnKit+β2,ilnRit+
β3,ilnLit+at+δi+εit

(14)

其中,i表示本文目标10省份(i=1,2,...,N),t表示年份(t=1,2,...,T),at表示时间效应,δi表示个体固定效应,εit表示随机干扰。本文通过Eviews9.0版本对变量进行Hausman检验,得Prob=0.000 0,F检验结果为Prob=0.000 0,故选择固定效应模型。根据LR检验得Prob值为0,则拒绝不存在截面固定效应的原假设。综上选择个体固定效应模型:

lnYit=(β0+δi)+β1,ilnKit+
β2,ilnRit+β3,ilnLit+εit

(15)

1.3 变量描述与数据处理

各个变量选取及数据处理如下:

(1)畜牧经济产出变量Y:各地区1998-2020年畜牧业总产值(单位:亿元)。畜牧业总产值以1998年为基准,按照可比价格进行调整;

(2)草原资本存量K(单位:亿元):等资本产量比法可得

(16)

Kn为草原资本存量;Yn为畜牧业生产总值,以1998年为基准,按照可比价格进行调整。固定资本存量使用永续盘存法:

Kt=(1-δ)Kt-1+It

(17)

其中,Kt为t期的固定资本存量、Kt-1为t-1期的固定资本存量,δ为固定资产折旧率。研究采取张军等[54]的假设,设定折旧率为6%,It为t期的新增资本存量,用固定资本形成总额表示,设定1998年为基期的数值为基年资本存量,根据固定资产投资价格指数进行调整。

(3)草原资源要素量R:通过构建草原资源利用评价指标体系计算得出。

(4)劳动力变量L:各地区1998-2020年农业从业人员(单位:万人)。

1.4 草原资源要素量R的计算

1.4.1草原资源利用评价指标体系构建 草原资源是具有空间、数量、质量结构特征的自然资源[44],在我国生态文明建设和草牧业发展中发挥着重大作用[45]。畜牧经济快速增长和人类活动过度干预导致草地承载力下降,生态环境约束压力趋紧[46],阻碍畜牧业高质量发展进程[49],草原牧区面临加快生产和生态保护的双重选择[9]。结合国家政策以及畜牧业综合生产能力状况[52],关注畜牧产品质量安全[49]、饲草供应情况[3]、畜牧业废弃物资源化利用[53]、牧民认知和行为规范[37]、畜牧业高质量发展的思路和对策[39]、生态畜牧业发展模式及成效[7]等方面,本文从经济、生态、市场、社会4个维度选取了草地可持续化、水资源供给水平、牲畜供给水平、畜禽市场化、人均肉蛋奶产量、生态环境负荷、饲料保障能力、产品生态化、农村沼气相对产量、水资源循环、农村居民受教育水平、畜牧局相对数量、畜牧业技术进步、地方财政支持、农村牧区居民人均可支配收入、农村牧区居民人均消费支出、城镇登记失业率、农户社会投资这18个指标构建草原资源利用评价指标体系,通过熵权法和AHP层次分析法进一步获得指标权重(表1)。

表1 草原资源利用评价指标体系Table 1 Grassland resource utilization evaluation index system

1.4.2资源要素评价指标权重计算 本文运用层次分析法[45]计算主观权重w1i,运用熵值法[55]计算客观权重w2i。

计算第j个指标的信息熵,即:

(18)

(19)

再计算第j项指标的信息熵差异度gj,其值越大,表示越重要:

gj=1-ej

(20)

然后计算各个指标的权重:

(21)

1.5 研究区域及数据来源

1.4.1研究区域 中国天然草原集中分布在东北、西北和青藏高原区,北方草原区面积占全国草地面积的80%,南方草地面积约占全国草地面积的20%。本文综合中国草原牧区地理分布和主要畜牧产区情况,根据自然要素、经济环境要素、文化要素、基础设施要素等,选取研究区域:

北部地区:内蒙古草地面积5 437.42万公顷,占全国草地面积的20.56%,位居第2;2021年畜牧业产值1 755.3亿元,位居全国第10;

西北地区:新疆草地面积5 198.60万公顷,占全国草地面积的19.65%,位居第3。2021年畜牧业产值1 265.7亿元,位居全国15;青海草地面积3 947.08万公顷,占全国草地面积的14.92%,位居第4。2021年畜牧业产值298.6亿元,位居全国26;甘肃草地面积1 430.71万公顷,占全国草地面积5.41%,位居第5。2021年畜牧业产值619.9亿元,位居全国23;宁夏草地面积203.10万公顷,占全国草地面积0.77%,位居第9。2021年畜牧业产值280.7亿元,位居全国27;

东北地区:黑龙江草地面积118.57万公顷,占全国草地面积0.45%,位居12。2021年畜牧业产值1 833.1亿元,位居全国第8;

西南地区:西藏草地面积8 006.50万公顷,占全国草地面积的30.27%,位居第1。2021年畜牧业产值129.3亿元,位居全国29;四川草地面积968.78万公顷,占全国草地面积的3.66%,位居第6。2021年畜牧业产值3 305.3亿元,位居全国第1;云南草地面积132.29万公顷,占全国草地面积的0.5%,位居11。2021年畜牧业产值2 113.3亿元,位居全国第6;

南部地区:广西草地面积27.62万公顷,占全国草地面积0.1%,位居16。2021年畜牧业产值1 437.6亿元,位居全国14。

1.4.2数据来源 草原资源利用评价指标体系中涉及的“草地可持续化”、“地方财政支出”从《中国统计年鉴》和地区国民经济和社会发展统计公报获取;“水资源供给水平”“畜禽市场化”“农村沼气相对产量”“水资源循环”“农村居民受教育水平”“畜牧业技术进步”“畜牧局相对数量”“农村牧区居民人均可支配收入/消费支出”“农户社会投资”从《中国农村统计年鉴》《中国水资源公报》《中国环境统计年鉴》《中国畜牧兽医统计年鉴》和国研网数据库获取;“饲料保障能力”相关数据从《中国饲料工业年鉴》获取。其中,由于统计年鉴中统计指标的历史变迁,1998-2010年的农业污水排放量化学需氧量由生活污水排放量化学需氧量代替;农村牧区居民人均可支配收入/支出由农村居民平均可支配收入/支出代替;西藏地区由于环境复杂性,可得数据较少,数据统计不完整的部分用插值法补足。此外,以货币为计价单位的指标均以1998年不变价统计。

2 结果与分析

2.1 草原资源利用指数

根据前文研究方法计算指标权重得出草原资源利用指数,本文将草原资源利用指数计算结果设为草原资源要素投入量R,代入草原资源“尾效”模型回归分析。

由图2,各年度草原资源利用指数详细测算结果显示:1998-2004资源利用指数较低,最大值0.036 0,最小值0.013 0,年均增速保持在6.66%,总体增长趋势缓慢。2005-2010资源利用水平提高,最大值0.059 0,最小值0.001 5,各地区年均增速保持在9.35%,总体增长趋势上升。2011-2015资源利用指数较高,最大值0.007 0,最小值0.003 6,各地区年均增速保持在6.89%,总体增长趋势放缓。2016-2020资源利用水平上升,最大值0.010 8,最小值0.004 7,各地区年均增速保持在7.20%,增长趋势显著不均衡。北部地区内蒙古资源利用水平最高,位居第3,新疆最低,位居第9;南部地区四川资源利用水平最高,位居第1,西藏最低,位居第10。结合表2可推测,畜牧产值与资源利用水平存在一定的正相关关系。草原资源利用水平呈现南高北低、东高西低的差异,与土地环境约束和生态环境约束压力较大有关[45],天然草地资源相对较少的地区畜牧业发展基础偏向劳动集约型、资本集约型等,因此,畜牧业经济增长方式转型速度较快。

图2 草原资源利用指数Fig.2 Grassland resource utilization index

2.2 平稳性检验

本文通过LLC,ADF,PPC对变量进行单位根检验,确认数据是否平稳。检验发现,本文10个省份4个变量序列平稳,结果表明各变量初始值在99%的显著水平上拒绝“存在单位根”的原假设,不需要对变量进行差分及协整检验(表2)。

2.3 数据回归分析

基于面板数据模型讨论各要素对中国畜牧经济增长的影响程度,由回归模型进一步分析lnYit,lnKit,lnRit,lnLit,可得到解释变量的回归参数。由表3可知,黑龙江、广西、四川、甘肃、青海、新疆这6个地区资本弹性系数通过了显著性检验,资本投入较大程度上影响着地区畜牧经济增长;内蒙古、黑龙江、广西、四川、云南、新疆这7个地区草原资源弹性系数通过了显著性检验,草原资源数量是地区畜牧经济增长的主要约束;目标地区10省份劳动力弹性系数都通过了显著性检验,这说明资本、草原资源以及劳动力投入较大程度上影响着中国畜牧经济增长,其中,劳动力弹性系数>草原资源弹性系数>资本弹性系数。

表3 解释变量的回归参数Table 3 Regression parameters of explanatory variables

2.4 尾效测度与空间差异

2.4.1尾效测算 本文将“drag”值划分类型[30],强约束型:drag≥0.050 0;高约束型:0.050 0>drag>0.010 0;低约束型:drag≤0.010 0。根据划分结果,青海为低约束型;广西、四川、西藏、甘肃、新疆均为高约束型;内蒙古、黑龙江、云南、宁夏为强约束型。由表4可知,强约束型地区受草原资源弹性系数和资源消耗增长率作用较大;高约束型地区受资源消耗增长率、劳动力系数和资本弹性系数作用较大;低约束型地区受资源消耗增长率和劳动力弹性系数作用较大。草原退化和生态环境恶化等促使我国畜牧产业结构急需转型升级,但生态畜牧业发展模式处于探索阶段,粗放型生产方式尚未转换[39]。本文在测算草原资源利用指数时发现,饲料保障能力、绿色产品等生态层次指标对草原资源数量影响较大,权重为0.38,主要畜牧产区如内蒙古、黑龙江、广西畜牧业现代化发展水平相对较高[56],四川、云南、宁夏、青海、西藏、甘肃、新疆畜牧业现代化发展水平较低[56],推测饲料保障能力、绿色产品等是各地区草原资源数量的重要制约因素和部分地区资源弹性系数较高的主要原因,经济增长动力单一且不足进而影响地区畜牧业经济增长[10]。

表4 草原资源尾效测算结果Table 4 Measurement results of grassland resource tail effect

2.4.2空间差异 根据草原资源尾效测算结果,运用ArcGIS软件绘制中国10省份草原资源“尾效”的空间分异图,各地区畜牧经济增长受资源约束水平较高,尾效均值为0.038 7,宁夏尾效值最高,为0.075 2;青海尾效值最低,为0.009 7(图3)。结合图2,草原资源利用指数较低且上升趋势总体平缓,草原资源系统整体利用效率较低,生态环境压力较大,西北地区尤其显著,畜牧业生态效率低,进一步影响产出水平。从区域差异来看,总体呈东高西低、北高南低的空间特征。西北部地区天然牧草地分布广泛,但畜牧产值较低,尾效值相对较低,因此推测尾效强度与各地区现代化畜牧业发展水平关联[49,56]。东北地区畜牧业生产外部条件优势显著[39],受资本弹性[39,54]、劳动力弹性[34]等影响较大;西南部地区较西北部地区天然草地资源少,畜产品生产不完全依赖自然资本,尾效水平相对较低,但畜禽粪污排放压力大[49],推测南部地区畜牧业产业结构偏向技术集约型发展[10]。结合中国畜牧经济增长现状,资源尾效与资源利用率和畜牧产值存在一定的正相关关系,与草地面积数量是否存在相关关系值得进一步讨论。

3 讨论

中国主要省域牧区草原资源“尾效”的平均水平为3.87%,草原资源对畜牧经济增长有较强的制约作用[7,11]。当前中国畜牧业正处于转型升级的高质量发展阶段[2],畜牧产出不再单一依赖传统的天然草地。现代畜牧经济发展不再依赖传统放牧生产,草原资源对畜牧经济增长的约束作用体现在自然资源的生态价值层面[53],集约化养殖和舍饲圈养[20]较看重地区饲料保障能力(人工喂养)[44]、绿色产品生产、沼气相对产量(畜禽粪污处理能力)[39]等。推动产业绿色转型[5],政府也发挥着引导、监管、扶持等作用[8]。部分地区仍存在游牧放牧现象,偷牧、过度放牧行为[39]易造成人畜草失衡。部分地区如黑龙江、青海等积极培育新型经营主体[54],推广集约养殖技术[55],提升畜牧业综合生产能力[39],能有效降低畜牧经济增长尾效。四川、广西等地区草地资源相对较少,发展规模化优质化品牌化的特色产业[41],推进种养循环、产供销一体化[4,53]能加快提升草原资源利用水平。

各省份草原资源“尾效”差异较大,地区畜牧业发展制约因素也不同。内蒙古、新疆、西藏、甘肃、青海是我国传统牧区,天然草地资源丰富,但草地退化、过度放牧等问题促使其在畜牧生产过程中以技术、资本、人力等替代一定数量的资源要素,建设人工草地[45],发展规模经济,降低平均草地资源成本。传统的天然牧区因其地理位置和文化差异,仍存在大量游牧放牧现象,现代畜牧生产方式发展缓慢,受资源约束较大[43]。黑龙江、云南、宁夏、广西、四川天然草地资源数量有所区别,各地区在发展畜牧经济过程中依托自身优势,发展特色畜牧产业[46],畜牧业发展基础较好,养殖水平高,综合生产能力强,技术、资本等要素发挥着更大效用。如黑龙江与内蒙古毗邻,天然草地面积丰富,区位优势明显,但科技水平弱,劳动生产率低,草原资源严重浪费。我国主要畜牧产区拥有良好的生产基础,降低资源尾效必须升级养殖技术、发展生态产业[7,46]、拓宽产业形态、延长产业链,使供给结构灵活适应市场需求。

“drag”的影响因素:β,b,n,α。草原资源消耗速度越快,畜牧经济约束程度越高;固定资本、劳动力合理投入可减缓草原资源消耗对畜牧经济增长的抑制作用。在资源尾效模型中,尾效值与草原资源弹性系数、草原资源消耗增长率、从业人员增长率、资本弹性系数呈正相关关系,表明经济增长必然需要各类资源的投入。在资源配置体系中,草原资源作为不可再生资源且其有限性使得经济体在调整产业结构时为避免出现资源闲置或浪费的现象,不断调整生产要素比例,提高全要素生产率,实现经济高质量增长[12]。我国是社会主义市场经济体制,市场在资源配置中起核心作用,但政府的宏观调控发挥着引导作用[11,45]。在畜牧经济发展过程中,既要发挥政府职能,进行市场监管[45],维护公平的畜产品市场,还要防止政府职能越位,过度干扰市场平衡。政府合理、规范干预市场能优化资源配置[2],激发新型经营主体活力,推动形成畜牧业高质量发展格局。转换畜牧依赖草原型的生产方式应根据牧民需求制定补贴政策形式[4,7],培育新型经营主体,推广规模饲养;发展兼业生产,为牧民提供就业机会。

4 结论

资源差异是造成各地区畜牧发展基础水平参差的起因,劳动力水平、资本投入是现代畜牧业可持续、高质量发展的关键。要推动草原生态保护和畜牧经济增长的协调发展,必须根据各地区的草原资源水平、草原生产力状况、劳动力综合素质程度、基础设施体系、政策扶持力度、资本投入弹性等建设科学的草原保护体制和畜牧发展规划。本文以中国10省份为研究区域,研究具有一定的局限性,但根据现有研究结果,可推测中国畜牧经济增长受到资源约束的大致格局,以此为后研究者提供借鉴。未来将继续深入研究中国整体省域的被约束现状以及约束程度变化,促进草原资源保护和畜牧业生态化、可持续化和高质量发展。