农业生产要素配置与耕地绿色利用效率的空间相关与溢出效应

周 敏，吕宏宇，柯 楠

（1.辽宁大学 公共管理学院，辽宁 沈阳 110136；2.华中科技大学 公共管理学院，湖北 武汉 430074）

一、引言与文献综述

2023年中央一号文件提出要推进农业绿色发展，加快农业农村现代化。耕地绿色利用是实现农业绿色发展的重要路径，对保障国家粮食安全、维护社会稳定及生态文明建设等具有积极意义［1-2］。农业生产要素有效配置是提高耕地绿色利用效率的重要动力［3］。然而，由于要素市场不完善和城乡二元结构等原因，农业生产要素错配问题普遍存在，已有研究证实农业生产要素错配导致中国年均5%的农业产出损失［4-5］。因此，基于生产要素投入视角，掌握农业生产要素错配格局及其影响效应对推进耕地绿色利用具有重要意义。

当前，学界关于耕地绿色利用效率的研究集中在概念界定、测度方法、时空格局及影响因素等方面。一般认为，耕地绿色利用是指在耕地利用过程中，以最低成本产生最显著的经济和生态效应［6］，此外，还应综合考虑其正面和负面外部性效应［7］。在测度方法上，通常基于“投入-产出”视角构建评价指标体系，采用数据包络分析、随机前沿生产函数、C-D 函数、SBM-Undesirable 模型、Malquist 指数等方法从静态与动态两方面刻画不同尺度耕地绿色利用效率的时空格局［8-10］。在影响因素上，既有研究表明自然条件、资源禀赋、经济发展水平、工业化程度、科技发展水平等外界因素显著影响耕地绿色利用效率，且在影响方向与程度上均具有明显差异［11-12］。此外，农业内部生产要素结构也会影响耕地利用效率，劳动力非农转移、农地经营规模、资本积累深化等要素结构变化显著影响耕地产出和农业全要素生产率［13］。生产要素的合理配置能够有效激发要素活力，实现生产效率与经济增长，而要素错配则会造成要素浪费与效率损失［14］。农业生产要素错配是指劳动力、资本、土地等生产要素的配置未达到帕累托最优，存在配置过剩或配置不足的经济现象［4］。学界多从宏观视角利用C-D 生产函数或微观视角利用Hsieh & Klenow 模型测算农业要素错配，且发现劳动力要素错配、资本要素错配等单一或多种要素错配降低了农业产出并造成全要素生产率的损失［15-16］。

总体来看，已有研究在分析农业生产要素错配时更多关注劳动力或资本要素，但在大规模农地流转背景下，土地要素在农业经营主体间的重新配置及其利用方式转型会显著影响土地利用效率［17-18］。因此，有必要将土地纳入到农业生产要素错配测算框架中。同时，学界多探讨要素错配与农业全要素生产率的关系，鲜有文献基于空间视角，探究农业生产要素错配对耕地绿色利用效率的空间溢出效应。鉴于此，本文利用2003—2020年中国省级面板数据，在测算农业劳动力、资本和土地要素错配指数及耕地绿色利用效率的基础上，采用空间杜宾模型探究农业生产要素错配对耕地绿色利用效率的影响及其空间溢出效应，以期为改善农业生产要素错配和推进耕地绿色利用提供理论支撑与决策参考。

二、理论分析

（一）要素错配影响耕地绿色利用效率的直接效应

新古典经济增长理论认为，经济发展有赖于技术进步和要素配置效率，但由于短期内技术进步有限，要素配置效率已成为提升全要素增长率、促进经济增长的关键因素［19］。农业生产亦是如此，农户作为耕地利用的基本单元，耕地利用效率是农户生产要素配置偏好的结果函数［20］。从要素投入规模来看，农业生产要素错配导致农户无法通过优化耕地利用要素投入水平以取得最佳规模报酬，生产要素配置不足或过剩加大农户实际投入水平到耕地利用投入前沿面的距离，降低耕地利用期望产出，导致耕地绿色利用效率损失。从要素配置结构来看，农业生产要素错配造成耕地利用系统内部要素配置结构失衡，导致耕地绿色利用效率低。大规模农地流转、新型农业经营主体的快速发展改变农户的农业生产条件和非农就业环境，大量农户生计策略由纯农业生产型转变为以农业生产为主型、非农业活动为主型或非农业活动型，一方面导致农村实际耕种劳动力数量锐减，另一方面造成农业生产要素相对价格的变化。在此情形下，农户作为理性经济人，必然会重新调整资金投入以及内源生产要素的配置结构，以实现家庭收益最大化［21］。而劳动力、资本、土地投入水平的重构改变了农户农业生产的要素投入组合，特别是在农村劳动力成本不断上升的背景下，新型农业经营主体更倾向于使用相对廉价的资本替代劳动［22］，资本深化效应促使耕地利用从劳动集约型向资本集约型转变，化肥、农药、农机械等农业生产要素投入所占比例不断提高，增加耕地利用过程中碳排放和面源污染等非期望产出，从而导致耕地绿色利用效率损失。

（二）要素错配影响耕地绿色利用效率的溢出效应

根据地理学第一定律，任何事物在空间上均具关联性，且受到不同空间单元异质性的影响，区域的产业发展与经济活动都不可避免受到空间因素的制约，这种空间因素也被称为空间溢出效应［23］。由于环境污染极易在区域间扩散，耕地利用过程中产生的碳排放和面源污染也更易对相邻地区形成扩散效应，而耕地绿色利用效率较高的地区对周围地区形成的示范与竞争效应也使得耕地绿色利用效率在空间上存在高度正向关联。劳动力的空间转移、农机械的跨区作业等投入要素的空间流动性能够对本地及相邻地区的耕地利用产生交互影响［24］。因此，当本地区生产要素受相关制度不完善或要素市场扭曲的影响导致流动受阻且发生要素错配时，在空间关联的作用下，其周边地区的要素配置和耕地绿色利用效率也必然会受到影响。一方面，由于要素禀赋、政策环境等方面的差异，地区间在农业生产要素需求上存在显著差异，农业生产要素错配会加剧本地区要素结构的扭曲程度，耕地经营者间无法实现生产要素交换和循环，导致要素配置低效并造成相邻地区耕地绿色利用效率损失。另一方面，要素错配限制生产要素在流动过程中附带知识和技术的溢出效应［25］，地区间无法实现农业信息技术共享，阻碍地区间的农业信息技术扩散和交流合作，对相邻地区耕地绿色利用效率产生负向溢出效应。

基于此，构建要素错配对耕地绿色利用效率的影响路径如图1所示。

图1 要素错配对耕地绿色利用效率的影响路径

三、数据来源、变量选取与模型选择

（一）数据来源

本文选取2003—2020 年中国31 个省份的面板数据作为研究样本，样本数据来源于《中国统计年鉴》《中国农村统计年鉴》及相关年份各省份的统计年鉴。此外，个别缺失值采用线性插值法得到。

（二）变量选取

1.被解释变量 本文的被解释变量为耕地绿色利用效率，利用SBM-Undesirable计算得到。根据耕地绿色利用效率内涵且参考文献［6，10，26］，构建包含投入、期望产出与非期望产出的耕地绿色利用效率评价指标体系（表1）。投入指标方面，选取劳动力、土地、灌溉、机械、化肥、农药和农膜等。期望产出方面，选取农业总产值、粮食总产量和耕地利用碳汇总量分别表征经济产出、社会产出和环境产出。非期望产出方面，以耕地利用碳排放总量和化肥氮（磷）、农药、农膜的流失总量分别代表碳排放产出与污染排放产出。

表1 耕地绿色利用效率指标评价体系

2.解释变量 本文的解释变量为劳动力、资本、土地要素错配指数。借鉴郑宏运等［27］的测算方法，以劳动力要素错配为例，具体算式如下：

指标选取方面，参考郑宏运等［27］的做法，以第一产业从业人数（万人）表示农业劳动力投入；以农业资本存量（亿元）表示农业资本投入，以永续盘存法测量农业资本存量；以农作物播种面积（公顷）表示农业土地投入；以农林牧渔生产总值（亿元）表示农业总产出，并以2003年为基期折算。

3.控制变量 参照臧俊梅等［10］的做法，从自然条件、财政支农水平、工业化水平、农民生活水平以及农业机械化水平等5个维度选择控制变量。自然条件方面，以复种指数作为衡量指标，复种指数越大的地区，其耕地利用强度也相对较大，化肥、农药等碳源的过度投入会加剧耕地利用面源污染与碳排放。财政支农水平方面，以涉农支出占财政支出的比例作为衡量指标，地方政府对农业投资越多，表明其重视程度越高，这有助于提升耕地绿色利用效率，但随着农药、化肥与机械设备等资本的过度投入，也可能会造成耕地绿色利用效率损失。工业化水平方面，以工业增加值占地区总值比例作为衡量依据，工业化程度高的地区能够有效促进先进机械设备嵌入农业生产，对提高耕地绿色利用效率有正面意义，但也可能因农机的过度投入而加剧碳排放。农民生活水平方面，以农村居民可支配收入作为表征变量，生活水平的提高有助于增强农民耕地保护意识，践行耕地绿色利用方式。农业机械化水平方面，以单位农作物播种面积农业机械总动力来表征，农业机械作为劳动力替代要素会提高耕地利用效率，但也会增加化石能源的投入加剧耕地利用碳排放量。

（三）模型选择

1.SBM-Undesirable 模型 选用SBM-Undesirable 模型测算耕地绿色利用效率，该模型能够有效衡量农业产出和污染排放的综合效率、解决投入与产出的松弛问题［10］。基本原理如下：假定耕地利用过程中存在n个决策单元，m种生产要素X，s种期望产出Y，t种非期望产出B，那么包含非期望产出的SBM-Undesirable模型如下：

2.空间计量模型 根据地理学第一定律并参考杜建国等［28］和Ye等［29］的研究，空间杜宾模型能够有效揭示地区间的空间溢出效应，基本形式如下：

式（3）中：GUECLit为被解释变量；Xit为核心解释变量；wit为空间权重矩阵；ρ、β、φ为各回归系数；θit、δit、εit分别为时间固定效应、地区固定效应和随机误差项。

四、结果与分析

（一）农业要素错配的时序演变

根据前文所述方法核算中国省域三类农业要素错配指数（表2）。2003—2020年农业劳动力要素错配指数均值由0.377下降至0.189，降幅为49.87%，表明农业劳动力要素错配指数呈大幅下降趋势，农业劳动力要素配置不足情况逐渐缓解。具体来看，研究期内北京、上海、西藏、海南的农业劳动力要素错配指数远高于全国平均水平，该地区农业劳动力要素配置严重不足；而青海、宁夏的农业劳动力要素错配指数始终保持负值，说明该地区农业劳动力要素配置明显过剩。2003—2020年农业资本要素错配指数均值从0.428 降至-0.107，说明农业资本要素由配置不足转变为配置过剩。具体来看，研究期内农业资本要素错配指数始终处于负值的省份有9 个，说明这些地区的农业资本要素配置明显过剩，其中北京、浙江的农业资本要素配置过剩最为严重，而海南、新疆的农业资本要素配置严重不足。2003—2020年农业土地要素错配指数均值由0.314下降至0.276，降幅为12.1%，表明农业土地要素错配指数呈收敛态势，农业土地要素配置不足情况趋于缓解。具体来看，研究期内北京、天津、上海的农业土地要素错配指数远高于全国平均水平，该地区农业土地要素配置严重不足；而山西、黑龙江、贵州的农业土地要素错配指数始终保持负值，说明该地区农业土地要素配置明显过剩。

表2 农业要素错配指数

（二）耕地绿色利用效率的动态演进

根据前文所述方法核算2003—2020年中国省域耕地绿色利用效率。总体来看，中国耕地绿色利用效率呈波动上升态势，效率均值从2003年的0.894增长至2020年的0.938，增幅为4.92%（图2）。从省域层面来看，研究期内耕地绿色利用效率最低值由2003 年的0.527 上升至2020 年的0.550，但仍显著低于全国平均水平。为进一步揭示中国耕地绿色利用效率的时序特征，选取高斯核函数进行核密度估计（图3）。从核密度图来看，2003—2020 年耕地绿色利用效率曲线的峰位明显右移，主峰峰值持续提升，同时左侧波峰凸出，侧峰数量先减少后增加，表明研究期内中国耕地绿色利用效率水平呈上升态势，省域间存在显著差异。

图2 中国耕地绿色利用效率水平

图3 中国耕地绿色利用效率核密度估计

（三）实证分析

1.空间相关性检验与模型识别 采用莫兰指数检验农业劳动力要素、资本要素、土地要素错配指数与耕地绿色利用效率的空间相关性（图4）。结果表明，上述变量的莫兰指数均大于0，且通过了显著性检验，说明核心解释变量与被解释变量均存在显著的空间正相关。具体来看，研究期内中国耕地绿色利用效率的莫兰指数呈波动下降趋势，说明各省份的耕地绿色利用水平会受到相邻省份的影响，但这种空间影响程度逐渐减弱；农业劳动力要素错配指数和农业资本要素错配指数的莫兰指数呈波动上升态势，说明农业劳动力要素错配与农业资本要素错配的空间依赖性不断增强，省份间的相互影响也在不断加深；而农业土地要素错配指数的莫兰指数趋于平缓，表明农业土地要素错配的空间集聚程度较为稳定。

图4 2003—2020年各变量的全局自相关

进一步地，利用LM、LR、Wald和Husman检验识别空间计量模型。其中，稳健LM 检验通过了5%的显著性水平，LR 和Wald 检验通过了1%的显著性水平，说明空间杜宾模型不能简化为SEM 或SAR 模型。Husman 检验通过了5%的显著性水平，即选用经济地理权重矩阵和空间杜宾固定效应模型来分析农业生产要素错配对耕地绿色利用效率的影响。

2.回归结果分析 空间杜宾模型（1）的估计结果显示（表3），耕地绿色利用效率的空间自回归系数（rho）为0.155，且通过了5%的显著性水平，表明耕地绿色利用效率存在正向空间溢出效应，即本地区耕地绿色利用效率提高会提升相邻地区的耕地绿色利用效率。可能的原因是，一方面，耕地利用过程中的碳排放及面源污染会通过雨水、大气等向周边扩散，耕地利用存在明显的负外部性，而农业生产技术创新可以有效降低耕地利用中的非期望产出，削弱其负外部性影响，对相邻地区的耕地绿色利用具有积极作用。另一方面，受农业生产技术创新溢出效应及示范效应的影响，经济发展水平接近或相邻的地区更可能会因技术转移和经验推广形成相近的耕地利用和农业发展模式，从而产生正向空间溢出效应。

表3 空间杜宾模型估计结果 n=558

从核心解释变量来看，农业劳动力要素、资本要素和土地要素错配指数对本地区耕地绿色利用效率的回归系数分别为-0.063、-0.081、-0.044，且均通过了5%的显著性水平；农业劳动力要素、资本要素和土地要素错配指数的空间交互项对耕地绿色利用效率的回归系数分别为-0.031、-0.046、-0.012，分别通过了5%或10%的显著性检验。这说明三类农业要素错配对本地区以及相邻地区的耕地绿色利用效率具有负向影响。可能的原因是要素错配导致各地区农业经营主体的耕地利用要素投入无法达到最优规模，要素配置不足或过剩加大农业经营主体耕地利用实际投入水平到耕地利用投入前沿面的距离，降低耕地利用期望产出从而导致耕地绿色利用效率损失。

从控制变量来看，复种指数、工业化水平与农业机械化水平对耕地绿色利用效率均具有负面空间溢出效应。究其原因，复种指数越大与工业化程度越高的地区，其耕地利用强度也相对较大，在增加机械、农药等资本使用强度的同时，也相应增加耕地利用的碳排放与面源污染等非期望产出［10］，从而造成本地以及相邻地区耕地绿色利用效率的损失。而财政支农水平与农村居民生活水平则会对耕地绿色利用效率产生积极影响，其回归系数分别为0.072、0.137，均通过了5%的显著性检验。这表明随着政府重视程度与农户生活水平的提高，农户合理利用耕地的意愿更加强烈，更愿意引进先进的生产模式与创新技术，进而促进本地区耕地绿色利用效率的提升。值得注意的是，农村居民人均可支配收入的空间交互项未通过显著性检验，这可能是由于不同地区政府的重视程度以及农户的生活水平都存在一定差别，即使存在示范效应，但欠发达地区可能无法负担更高水平的农业科技与技术支出，因此当地的农户生活水平的提高并不会对相邻地区的耕地绿色利用效率产生显著影响。

3.空间效应分解 考虑到空间杜宾模型的非线性性，参考已有文献［29］，用偏导矩的方法将空间效应分解为直接效应、间接效应与总效应。其中，直接效应指解释变量对当地耕地绿色利用效率的影响，间接效应或空间溢出效应指解释变量对相邻地区耕地绿色利用效率的影响，总效应即为两者之和（表4）。

表4 空间效应分解结果 n=558

空间效应分解结果表明不同解释变量对本地或相邻地区耕地绿色利用效率的影响效果与效应强度均存在明显差异。第一，从农业劳动力要素错配来看，其直接效应与间接效应的影响系数分别为-0.065、-0.032，说明劳动力要素错配对耕地绿色利用效率存在负面影响。已有研究证实农业劳动力的非农转移可以提高经济效率［4］，但受到户籍制度、福利政策等因素影响，农业劳动力仍面临着转移成本与距离的问题［30］。此外，农村劳动力外溢附带的农业从业人员平均素质的下降也将导致农业经营主体无法在现有资源下实现最优配置，最终导致耕地绿色利用效率的损失［31］。第二，从农业资本要素错配来看，其直接效应与间接效应均显著为负。究其原因，在农业资本投入冗余地区，过量的资本投入增加了机械、农膜、农药、化肥的使用强度，加剧了耕地利用过程中的碳排放和面源污染等非期望产出，从而对耕地绿色利用效率产生负向影响［10］；而在农业资本要素配置不足地区，先进农机设备与耕作技术的匮乏也会相应造成效率损失［32］。第三，从农业土地要素错配来看，其直接效应显著大于间接效应，由于土地流动性不足，土地要素错配主要表现为本地区内部，不同部门与行业间的配置失效［33］，对本地区耕地绿色利用效率的影响更大。不过相邻或经济水平接近的地区，其土地政策存在明显的“同群效应”［34］，因此本地区土地要素错配也会通过示范效应负向影响相邻地区的耕地绿色利用效率水平。第四，从控制变量来看，其影响效应与前文的基准回归结果基本一致。即复种指数与工业化水平越高的地区，会对本地区及相邻地区的耕地绿色利用效率产生负向影响；而财政支农水平和农村居民生活水平越高的地区，对环境保护的意愿更强烈，则会对耕地绿色利用效率产生积极影响，但农村居民生活水平的溢出效应依旧未通过显著性检验。

（四）稳健性检验

为验证上述结论的稳健性，通过引入空间滞后模型、空间误差模型以及变换权重矩阵的方式对模型进行稳健性检验。首先，在经济距离权重矩阵的基础上纳入SAR 模型与SEM 模型，与SDM 模型（1）进行比对。其次，在空间杜宾模型的基础上，将经济距离矩阵替换为反距离权重矩阵，通过观测SDM模型（2）中解释变量的系数以及显著性水平是否发生明显变化来判断模型稳健性。SAR 模型与SEM 模型的回归结果与SDM 模型（1）基本趋于一致（表2），但杜宾模型的空间效应明显更强。变换矩阵后，核心解释变量对被解释变量的影响方向保持一致，但作用强度均明显下降，这可能是由于反距离矩阵忽略了经济因素对耕地绿色利用效率的影响。从被解释变量来看，农村居民人均可支配收入的空间溢出效应依旧未通过显著性检验。此外，其他变量的估计系数大小虽略有差异，但方向与显著性未发生根本变化，说明所选模型的实证估计结果具有较好的稳健性。

五、主要结论与政策建议

利用2003—2020 年中国31 个省份的面板数据，分别运用C-D 函数和SBM-undesirable 模型测算三类农业要素错配指数和耕地绿色利用效率，并采用空间杜宾模型检验农业要素错配对耕地绿色利用效率的空间溢出效应，主要得到如下研究结论。第一，中国农业要素错配广泛存在且呈现缓解趋势。具体而言，研究期内农业劳动力要素错配指数大幅下降，降幅为49.87%；农业资本要素错配总体上呈现由配置不足向配置过剩转变的空间格局；农业土地要素错配指数呈收敛态势，配置不足程度趋于缓解。第二，中国耕地绿色利用效率整体呈上升趋势，由2003 年的0.894 增长至2020 年的0.938，省域间耕地绿色利用效率差异显著。第三，中国农业要素错配和耕地绿色利用效率具有显著空间正相关性，农业劳动力、资本和土地要素错配会通过直接效应与空间溢出效应负向影响耕地绿色利用效率。第四，自然条件与工业化水平对耕地绿色利用效率具有负向溢出效应，农民生活水平和财政涉农支出对耕地绿色利用效率具有正向溢出效应。

基于以上研究结论，提出以下政策建议。第一，通过强化耕地绿色利用补贴政策导向、促进政策宣传等途径以提升农户耕地绿色利用意识、践行耕地绿色利用方式；同时，促进多元共治模式建设，加强省域间全域土地综合整治、高标准农田建设、农地经营权流转等方面的交流与合作，加强省域间耕地利用系统内部协同作用以提升耕地绿色利用效率。第二，进一步深化农业生产要素市场改革以打破农业生产要素市场壁垒，促进农业劳动力、资本和土地要素在农业经营主体间的自由流动与高效配置，降低农业生产要素错配对耕地绿色利用效率的影响。第三，健全农业绿色低碳技术创新体系，在加大农业绿色低碳技术研发与推广的同时，依托生态农业技术与现代经营管理模式来普及绿色经营理念，推动耕地绿色利用。