劉　濤

(河南理工大學(xué) a.安全與應(yīng)急管理研究中心;b.應(yīng)急管理學(xué)院，河南 焦作　454003)

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中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率的省際差異研究

劉濤a,b

(河南理工大學(xué) a.安全與應(yīng)急管理研究中心;b.應(yīng)急管理學(xué)院，河南 焦作454003)

摘要：農(nóng)業(yè)機(jī)械化不僅要關(guān)注總量提升，更要注重資源配置效率。使用BCC超效率模型，測(cè)算了2010-2013年中國(guó)18個(gè)省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率的變動(dòng)狀況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：大多數(shù)省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率并不高，農(nóng)業(yè)機(jī)械資源配置不合理；農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率按照東中西部地區(qū)呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)；高效率省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率的驅(qū)動(dòng)因素是純技術(shù)效率，低效率省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率的驅(qū)動(dòng)因素呈現(xiàn)多元化。從整體來(lái)看，大中型拖拉機(jī)、小型拖拉機(jī)和農(nóng)用排灌柴油機(jī)數(shù)量過多是導(dǎo)致大多數(shù)省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率低下的主要原因。為此，要大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械投入結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，通過戰(zhàn)略結(jié)構(gòu)、動(dòng)力結(jié)構(gòu)和區(qū)域結(jié)構(gòu)等優(yōu)化提升我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械化；效率；DEA模型；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

0引言

農(nóng)業(yè)機(jī)械化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要體現(xiàn)，2013年我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力達(dá)到103 906.8萬(wàn)kW。其中，大中型拖拉機(jī)527萬(wàn)臺(tái)，小型拖拉機(jī)1 752萬(wàn)臺(tái),農(nóng)用排灌柴油機(jī)1 259萬(wàn)臺(tái)。2013年，全國(guó)農(nóng)作物耕種收綜合機(jī)械化水平達(dá)到50%，2014預(yù)計(jì)超過61%，比10年前提高27個(gè)百分點(diǎn)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已從人力、畜力為主轉(zhuǎn)到以機(jī)械化為主的歷史新階段。農(nóng)業(yè)部數(shù)據(jù)顯示，2014年全國(guó)農(nóng)機(jī)總動(dòng)力達(dá)到10.5億kW，比2004年增加4.1億kW，增長(zhǎng)64%，裝備結(jié)構(gòu)加快向大馬力、多功能、高性能方向發(fā)展[1]。

目前，國(guó)內(nèi)理論界對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)行了大量實(shí)證研究，但是對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率研究的文獻(xiàn)比較少。如張宗毅等(2008)采用2001-2005共5年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，用DEA方法分析“十五”期間中國(guó)各地區(qū)農(nóng)機(jī)化的技術(shù)效率、純技術(shù)效率、規(guī)模效率、技術(shù)進(jìn)步及Malmquist指數(shù)的變動(dòng)及趨勢(shì)[2]。李衛(wèi)等(2012)基于前沿面理論對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)配置效率進(jìn)行了分析[3]。余世勇等(2013)分析了中國(guó)31個(gè)省份1998-2010年的農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率[4]。

以上研究極大推進(jìn)了中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率的研究，基于此，本文使用BCC超效率DEA模型，對(duì)2010-2013年中國(guó)18省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率的空間差異進(jìn)行測(cè)算分析，提出了進(jìn)一步提升農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率的優(yōu)化策略，對(duì)于推動(dòng)中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化工作具有重大的指導(dǎo)價(jià)值。

1模型方法

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(即DEA)是以決策單元的相對(duì)有效性為指標(biāo)，評(píng)價(jià)具有相同類型的多投入、多產(chǎn)出的若干個(gè)決策單元是否相對(duì)有效的非參數(shù)統(tǒng)計(jì)方法。其基本思路是把其中一個(gè)決策單元作為一個(gè)被評(píng)價(jià)單元，由其他的DMU構(gòu)成評(píng)價(jià)群體，確立與問題相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型；通過對(duì)模型的求解得到對(duì)相對(duì)效率的綜合分析，從而確定生產(chǎn)可能集和生產(chǎn)前沿面，并根據(jù)各DMU與生產(chǎn)前沿面的距離狀況，判定各DMU是否DEA有效，進(jìn)而達(dá)到評(píng)價(jià)排序的結(jié)果[5]。最早Charnes、Cooper和Rhode (1978)提出了DEA方法中的規(guī)模報(bào)酬不變條件下的CCR模型[6]；后來(lái)，Banker、Charnes和Cooper (1984)對(duì)CCR模型進(jìn)行拓展，提出了規(guī)模報(bào)酬可變的BCC模型[7]。但這些傳統(tǒng)DEA模型都沒有對(duì)投入與產(chǎn)出的松弛問題進(jìn)行研究。由于傳統(tǒng)DEA存在的這一缺陷問題，Kaoru Tone在2001年提出了SBM模型。該模型在計(jì)算決策單元效率時(shí)把松弛變量因素考慮在內(nèi)，從而很好地解決了傳統(tǒng)DEA模型的其中一個(gè)缺陷；但是，還是不能區(qū)分有效決策單元效率的大小。為此，Tone在SBM基礎(chǔ)上又提出了SBM超效率模型[8]，該模型不僅考慮了松弛變量的問題，而且可以對(duì)有效決策單元的大小進(jìn)行區(qū)分。其具體如下：假設(shè)有n個(gè)決策單元，每個(gè)決策單元都有m種輸入和s輸出，在VRS條件下的SBM超效率模型為

其中，δ*是效率值，m和s是投入產(chǎn)出變量的個(gè)數(shù)，si-、si+是投入和產(chǎn)出變量的松弛變量。

2評(píng)估指標(biāo)與數(shù)據(jù)來(lái)源

關(guān)于農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率的評(píng)價(jià)指標(biāo)，目前理論界看法不一。本文在已有研究基礎(chǔ)上,考慮到指標(biāo)數(shù)據(jù)的可獲得性,建立了中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率評(píng)估指標(biāo)，如表1所示。其中，投入指標(biāo)包括大中型拖拉機(jī)、小型拖拉機(jī)和農(nóng)用排灌柴油機(jī)，3個(gè)指標(biāo)可以很好地度量農(nóng)業(yè)機(jī)械化狀況；產(chǎn)出指標(biāo)選取糧食作物播種面積而非農(nóng)作物播種面積，因?yàn)檗r(nóng)業(yè)機(jī)械化主要應(yīng)用于糧食作物的耕種收。

表1　中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率評(píng)估指標(biāo)

為了使得決策單元具有可比性，參照2014年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒中糧食作物的播種面積，將糧食作物的播種面積在3 000khm2以上的省份作為比較對(duì)象，從而確定了18個(gè)比較對(duì)象。2010-2013年中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率數(shù)據(jù)來(lái)源于歷年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》。

3中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率的實(shí)證分析

3.1中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率空間差異特征

根據(jù)2010-2013年中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)，利用Maxdea6.4專業(yè)版軟件，從非非徑向SBM的非導(dǎo)向(投入優(yōu)先)角度出發(fā)，結(jié)合BCC模型和超效率模型，測(cè)算了2010-2013年我國(guó)18個(gè)省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率的變動(dòng)狀況，如表2所示。

表2　2010-2013年我國(guó)18個(gè)省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率測(cè)算結(jié)果

中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率大致呈現(xiàn)出以下空間特征：

1)中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率總體較低，且省際差異明顯。從均值來(lái)看， 2010-2013年中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率都小于1，未達(dá)到有效前沿面；但總體技術(shù)效率處于上升趨勢(shì)，2010年中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率為0.660，到2013年上升到0.671，上升1.7%。

2010年，農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率最高的省份為山西(1.502)，最低的省份是山東(0.149)，二者相差9倍；2013年二者差距進(jìn)一步擴(kuò)大為10倍以上。

2)農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率按照東中西部地區(qū)呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)。東部地區(qū)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率總體上最低。2010年，6個(gè)東部省份(河北、黑龍江、吉林、江蘇、遼寧、山東)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化均值為0.426，此后幾年略有上升，到2013年增長(zhǎng)到0.537，但是仍要低于中西部地區(qū)。由此可見，與中西部地區(qū)相比，東部地區(qū)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化資源并未得到高效利用。

中部地區(qū)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率總體上介于東部和西部之間。2010年6個(gè)中部省份(安徽、河南、湖北、湖南、江西、山西)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化均值為0.732，此后幾年先小幅增長(zhǎng)，后又下降，到2013年降到0.696；但總體上仍大于東部地區(qū)，小于西部地區(qū)。

西部地區(qū)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率總體上最高。2010年6個(gè)西部省份(廣西、貴州、內(nèi)蒙古、陜西、四川、云南)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化均值為0.822，此后先升后降，到2013年變?yōu)?.781，仍高于東中部地區(qū)。

3.2我國(guó)18 個(gè)省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率空間差異動(dòng)因

表3測(cè)算了2013年我國(guó)18個(gè)省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率分解狀況。

表3　2013年我國(guó)18個(gè)省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率分解

由表3可知，中國(guó)18 個(gè)省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率空間差異動(dòng)因?yàn)椋?/p>

1)高效率省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率的驅(qū)動(dòng)因素是純技術(shù)效率。2013年處于有效前沿面的省份共有4個(gè)，江西省農(nóng)業(yè)機(jī)械化綜合技術(shù)效率為2.275,這與純技術(shù)效率(2.430)較高有很大關(guān)系。黑龍江省規(guī)模效率雖然很低,僅為0.287；但是，由于擁有最高的純技術(shù)效率(5.671),使得其綜合技術(shù)效率也達(dá)到了有效,為1.628。四川和貴州農(nóng)業(yè)機(jī)械化綜合技術(shù)效率為1.338和1.073，與之對(duì)應(yīng)，四川和貴州農(nóng)業(yè)機(jī)械化純技術(shù)效率分別為2.177及1.635。

2)低效率省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率的驅(qū)動(dòng)因素呈現(xiàn)多元化。2013年農(nóng)業(yè)機(jī)械化總體技術(shù)效率不高省份的動(dòng)因大致存在3種情況：一是部分技術(shù)低效地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化總體技術(shù)效率不高的動(dòng)因在于規(guī)模效率過低，如河南、山西、云南。這3省的農(nóng)業(yè)機(jī)械化純技術(shù)效率都大于1，但是規(guī)模效率都小于1，致使這3省的總體技術(shù)效率未達(dá)到有效。二是部分技術(shù)低效地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化總體技術(shù)效率不高的動(dòng)因在于純技術(shù)效率過低，如廣西、湖北、湖南、江蘇4省。這4個(gè)地區(qū)的規(guī)模效率都接近于1，然而由于純技術(shù)效率遠(yuǎn)小于1，使得總體技術(shù)效率未達(dá)到有效。三是部分技術(shù)低效地區(qū)農(nóng)業(yè)防澇抗旱總體技術(shù)效率不高的動(dòng)因在于純技術(shù)效率和規(guī)模效率過低，如安徽、河北、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、山東和陜西。這7個(gè)地區(qū)純技術(shù)效率和規(guī)模效率普遍不高，共同導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機(jī)械化總體技術(shù)效率低下。

3)農(nóng)業(yè)機(jī)械化規(guī)模收益變動(dòng)遞增地區(qū)較少。通過對(duì)各省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化規(guī)模收益變動(dòng)趨勢(shì)分析發(fā)現(xiàn)，目前規(guī)模收益變動(dòng)遞減的省份有9個(gè)，分別為安徽、河北、河南、黑龍江、湖北、江蘇、江西、山東和四川，說明這9個(gè)省份在目前技術(shù)水平下通過增加農(nóng)業(yè)機(jī)械數(shù)量實(shí)現(xiàn)收益增加的可能性越來(lái)越小。規(guī)模收益不變的省份有1個(gè)，為廣西，目前無(wú)法單純通過增加農(nóng)業(yè)機(jī)械數(shù)量實(shí)現(xiàn)收益的遞增。規(guī)模收益遞增的省份有8個(gè)，分別為貴州、湖南、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、山西、陜西和云南，對(duì)于這8個(gè)省份來(lái)說，目前通過增加農(nóng)業(yè)機(jī)械數(shù)量仍然能夠?qū)崿F(xiàn)收益的遞增。

3.3我國(guó)18 個(gè)省份農(nóng)業(yè)機(jī)械投入冗余

表4顯示了2013年我國(guó)18 個(gè)省份農(nóng)業(yè)機(jī)械投入松弛變量狀況。由表4可知：

1)從整體來(lái)看，大中型拖拉機(jī)、小型拖拉機(jī)和農(nóng)用排灌柴油機(jī)數(shù)量過多是導(dǎo)致大多數(shù)省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率低下的主要原因。一是許多農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率較低省份3個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)械投入變量都存在嚴(yán)重冗余。如安徽、河北、湖北、遼寧和山東，5省份大中型拖拉機(jī)、小型拖拉機(jī)和農(nóng)用排灌柴油機(jī)松弛系數(shù)都超過了50%。其中，河北省大中型拖拉機(jī)數(shù)量與其他省份相比超標(biāo)92.55%，山東省小型拖拉機(jī)數(shù)量與其他省份相比超標(biāo)93.28%，遼寧省農(nóng)用排灌柴油機(jī)數(shù)量與其他省份相比超標(biāo)81.08%。二是部分農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率較低省份在某個(gè)變量上不存在松弛狀況。如吉林和山西兩省在農(nóng)用排灌柴油機(jī)、云南省在大中型拖拉機(jī)的投入上不存在松弛。三是其他農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率較低省份大中型拖拉機(jī)、小型拖拉機(jī)和農(nóng)用排灌柴油機(jī)存在1～2個(gè)變量松弛系數(shù)超過50%。

2)對(duì)于4個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率較高的省份來(lái)說，在維持技術(shù)有效的前提下可以繼續(xù)增加農(nóng)業(yè)機(jī)械投入數(shù)量：貴州省可以增加22%的大中型拖拉機(jī)；黑龍江省可以增加50.16%小型拖拉機(jī)和138.21%的農(nóng)用排灌柴油機(jī)；江西省可以增加350.83%的大中型拖拉機(jī)和31.57%的農(nóng)用排灌柴油機(jī)；四川可以增加49.46%的小型拖拉機(jī)和51.91%的農(nóng)用排灌柴油機(jī)。

表4　2013年中國(guó)18 個(gè)省份農(nóng)業(yè)機(jī)械投入松弛系數(shù)

4結(jié)論與建議

1)中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率總體較低，且省際差異明顯。農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率按照東中西部地區(qū)呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)。東部地區(qū)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率總體上最低，中部地區(qū)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率總體上介于東部和西部之間，西部地區(qū)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率總體上最高。

2)高效率省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率的驅(qū)動(dòng)因素是純技術(shù)效率，低效率省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率的驅(qū)動(dòng)因素呈現(xiàn)多元化。其大致存在3種情況：一是河南、山西、云南3省農(nóng)業(yè)機(jī)械化總體技術(shù)效率不高的原因在于規(guī)模效率過低；二是廣西、湖北、湖南、江蘇4省農(nóng)業(yè)機(jī)械化總體技術(shù)效率不高的原因在于純技術(shù)效率過低；三是安徽、河北、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、山東和陜西7省農(nóng)業(yè)防澇抗旱總體技術(shù)效率不高的動(dòng)因在于純技術(shù)效率規(guī)模效率過低。農(nóng)業(yè)機(jī)械化規(guī)模收益變動(dòng)遞增地區(qū)較少，1/2以上省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化規(guī)模收益變動(dòng)處于非增階段,目前通過增加農(nóng)業(yè)機(jī)械數(shù)量無(wú)法能夠?qū)崿F(xiàn)收益的遞增。

3)從整體來(lái)看，大中型拖拉機(jī)、小型拖拉機(jī)和農(nóng)用排灌柴油機(jī)數(shù)量過多是導(dǎo)致大多數(shù)省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率低下的主要原因。

總之，大多數(shù)省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率并不高，存在農(nóng)業(yè)機(jī)械資源配置不合理的問題。為此，要大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械投入結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略提升我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率。具體結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略包括:

1)農(nóng)業(yè)機(jī)械化戰(zhàn)略結(jié)構(gòu)優(yōu)化。轉(zhuǎn)變重資源數(shù)量投入的粗放式農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展戰(zhàn)略，建立效率導(dǎo)向型的農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展戰(zhàn)略。

2)農(nóng)業(yè)機(jī)械化動(dòng)力結(jié)構(gòu)優(yōu)化。加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械資源的管理和整合，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械資源的優(yōu)化配置，提升農(nóng)業(yè)機(jī)械的純技術(shù)效率是大力提升我國(guó)大多數(shù)省份農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率的主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)因素。在此基礎(chǔ)上，也不能忽視農(nóng)業(yè)機(jī)械的規(guī)模效應(yīng)，應(yīng)在現(xiàn)有農(nóng)業(yè)機(jī)械資源優(yōu)化的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加大農(nóng)業(yè)機(jī)械的投入規(guī)模，可以明顯提高我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率和水平。

3)農(nóng)業(yè)機(jī)械化區(qū)域結(jié)構(gòu)優(yōu)化。轉(zhuǎn)變同一化的農(nóng)業(yè)機(jī)械資源投入模式，建立差異化的農(nóng)業(yè)機(jī)械資源投入模式。對(duì)于4個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)械化效率較高的省份來(lái)說，在維持技術(shù)有效的前提下可以繼續(xù)增加農(nóng)業(yè)機(jī)械投入數(shù)量。對(duì)于低效率地區(qū)來(lái)說，其農(nóng)業(yè)機(jī)械資源投入重點(diǎn)是加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有農(nóng)業(yè)機(jī)械資源存量的整改提升，在存量?jī)?yōu)化基礎(chǔ)上適度增加農(nóng)業(yè)機(jī)械資源的投入。

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Study on the Inter-Provincial Differences of Agricultural Mechanization Efficiency in China

Liu Taoa,b

(a.Research Center of Safety and Emergency Management; b.Emergency Management School，Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454003，China)

Abstract：We should not only pay attention to enhance the total amount of agricultural mechanization，but also pay more attention to the efficiency of resource allocation.Based on BCC model and super efficiency model，this paper calculates the changes of the agricultural mechanization efficiency in 18 provinces in China during 2010-2013.The conclusions are: agricultural mechanization efficiency in most of the provinces is not high，and agricultural mechanization resources are irrational allocated.Agricultural mechanization efficiency in the eastern and western regions is decreasing.The driving factor of agricultural mechanization efficiency in high efficiency provinces is pure technical efficiency.The driving factor of agricultural mechanization efficiency in low efficiency provinces is diversified.Overall，the too much number of large and medium-sized tractors，microtractors and agricultural diesel engines is the main reason leading to the low agricultural mechanization efficiency in most of the provinces.To this end,we should vigorously promote the transformation of agricultural machinery input structure,improve the agricultural mechanization efficiency in China through the optimization of strategic structure ,power structure and regional structure.

Key words：agricultural mechanization ；efficiency；DEA method；structure optimization

文章編號(hào)：1003-188X(2016)05-0001-05

中圖分類號(hào)：S23-01

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作者簡(jiǎn)介：劉濤(1983-)，男，山東沂水人，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，(E-mail)liutao2511001@126.com。

基金項(xiàng)目：教育部人文社會(huì)科學(xué)研究青年基金項(xiàng)目(13YJCZH106)；河北省社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目( HB13LJ001)；河南理工大學(xué)博士基金項(xiàng)目(B2012-037)

收稿日期：2015-05-07