周曙東，李幸子

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院，江蘇 南京 210095）

隨著我國農(nóng)業(yè)市場化進程日益加快，勞動力、土地、農(nóng)資等生產(chǎn)要素的價格不斷上漲，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)邁入高成本時代。1990—2017年間，勞動力、土地、機械和化肥四種基本生產(chǎn)要素的價格均呈現(xiàn)上漲趨勢，但上漲幅度不同。其中，勞動力價格增速最快，增長了12.65倍，其次是土地價格，增長了2.6倍，機械價格和化肥價格分別增長了0.88 倍和1.99倍（以農(nóng)村居民人均工資性收入、單位面積土地產(chǎn)值、機械化農(nóng)具價格指數(shù)和化肥價格指數(shù)間接近似反映勞動力、土地、機械和化肥的要素價格）。在市場決定價格的前提下，要素價格是要素稟賦的表現(xiàn)，并決定了不同要素的投入及替代狀況[1]。勞動力、土地、機械和化肥四種基本生產(chǎn)要素投入呈非對稱性變化，農(nóng)業(yè)從業(yè)人員從1990年的38914 萬人減少到2017年的20944萬人。勞動力減少的同時，土地、農(nóng)業(yè)機械、化肥卻大幅增加。1990—2017年間，農(nóng)作物總播種面積從1990年的14836.2 萬hm2增長到2017年的16633.2 萬hm2，提高12.1%；同期的農(nóng)業(yè)機械總動力從28708 萬kW 增長到98783萬kW，提高了3.4 倍；同期的化肥施用量從2590萬t 增長到5859 萬t，提高了2.3 倍。90年代以來，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的相對價格以及要素稟賦結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性變化。勞動力和土地作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的初級生產(chǎn)要素，它們的相對稟賦和積累狀態(tài)決定了農(nóng)業(yè)技術(shù)變革模式和增長路徑選擇[2]。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的推進和人口紅利的逐漸消退，勞動力和土地要素價格還將繼續(xù)上漲，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者為了追求利潤最大化，是否會根據(jù)要素價格的變化對要素投入結(jié)構(gòu)進行調(diào)整？各投入要素之間會有什么關(guān)系？

關(guān)于要素稟賦結(jié)構(gòu)變化與技術(shù)變革的關(guān)系受到學(xué)界廣泛關(guān)注。胡瑞法和黃季焜[3]研究了勞動密集型和土地密集型兩類作物要素投入結(jié)構(gòu)的變化，并指出兩種類型作物的生產(chǎn)技術(shù)都是朝著生物型技術(shù)的方向發(fā)展。何愛和徐宗玲[4]考察了1970—2005年菲律賓農(nóng)業(yè)技術(shù)變革的偏向，發(fā)現(xiàn)菲律賓的農(nóng)業(yè)技術(shù)變革嚴重偏向于生物技術(shù)的變革，而這一結(jié)果符合菲律賓勞動力相對豐富、土地資源相對稀缺的實際。林善浪和胡小麗[5]研究發(fā)現(xiàn)，如果農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中勞動力是相對稀缺的，那么生產(chǎn)者傾向于用資本替代勞動力，這種替代更具體表現(xiàn)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機械化；如果農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中土地是相對稀缺的，那么生產(chǎn)者將有使用生物化學(xué)技術(shù)的傾向。

自Hicks[6]提出要素替代彈性概念以來，要素之間的替代得到了越來越多學(xué)者關(guān)注。Vincent[7]利用澳大利亞1920—1969年的總體數(shù)據(jù)測度了土地、勞動力、資本間的替代彈性，研究發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計期間資本與勞動間有較高的替代性，土地與資本間有明顯的互補性。王歐等[8]利用超越對數(shù)生產(chǎn)函數(shù)得出，農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展有效地替代了農(nóng)業(yè)勞動力并促進了糧食產(chǎn)量的增加，但替代強度在不同糧食之間表現(xiàn)出時空差異性。王曉兵等[9]估算了勞動力與機械的Allen-Uzawa 替代彈性，發(fā)現(xiàn)玉米生產(chǎn)中隨著工資的剛性增長，資本對勞動力的替代關(guān)系趨強。還有一些學(xué)者對要素替代的約束條件進行了研究，其中地形條件是影響農(nóng)戶機械替代勞動力決策的重要因素，進而影響其要素投入[10-12]。

已有文獻為后續(xù)研究提供了良好的基礎(chǔ)，但還存在不足之處：1）對要素投入結(jié)構(gòu)調(diào)整內(nèi)在作用機制的分析有待深化。要素價格變化的不同步催生了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)內(nèi)部要素相對價格的改變，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)經(jīng)營者重新配置家庭資源稟賦，調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策，即產(chǎn)生要素替代。2）現(xiàn)有文獻多關(guān)注在勞動力成本上升，實際上在土地流轉(zhuǎn)型適度規(guī)模經(jīng)營不斷推進的過程中，土地成本的上漲速度同樣不容小覷。另外，已有文獻的研究對象多聚焦在糧食作物，考察的多是勞動力和機械的替代關(guān)系。事實上，糧食作物屬于土地密集型作物，而勞動力成本上升對那些在生產(chǎn)過程中勞動投入量大、機械化程度低的勞動密集型農(nóng)作物的沖擊更大[13]?；ㄉ俏覈匾挠土献魑镏唬淳哂型恋孛芗妥魑铮ɡ缂Z食）的規(guī)模優(yōu)勢，又有勞動密集型作物的生產(chǎn)特點[14]，因此其生產(chǎn)規(guī)律變化具有一般性。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中初級生產(chǎn)要素（勞動力和土地）價格上漲具有長期性、趨勢性和不可逆性，我國花生生產(chǎn)是否符合“速水-拉坦”的誘致性技術(shù)變遷理論？勞動力、土地和資本三類要素按照一定比例關(guān)系投入花生生產(chǎn)，它們之間可能表現(xiàn)為替代、互補或不確定的關(guān)系，要素之間具體是哪種關(guān)系？如果是替代關(guān)系，勞動力和土地能夠在多大程度上被資本要素替代？

為了回答上述問題，本文以花生生產(chǎn)為例，利用1998—2017年中國花生生產(chǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)，考察初級生產(chǎn)要素價格上漲將誘致花生生產(chǎn)中要素投入結(jié)構(gòu)朝著什么方向調(diào)整？這種調(diào)整邏輯是否驗證了誘致性農(nóng)業(yè)技術(shù)變遷的假說？并進一步估算各要素之間的替代彈性。具體內(nèi)容包括：第一，通過面板數(shù)據(jù)模型，估計初級生產(chǎn)要素價格上漲對資本要素投入的影響，并進一步從要素相對價格變化層面進行佐證。第二，基于超越對數(shù)成本函數(shù)，測算花生生產(chǎn)中不同要素之間的影子替代彈性，并關(guān)注了替代彈性的地區(qū)差異，對現(xiàn)實問題更具有解釋力。

1 理論分析、研究方法和數(shù)據(jù)來源

1.1 誘致性技術(shù)變革

Hayami 和Ruttan[15]提出了農(nóng)業(yè)中誘致性技術(shù)變革的假說，生產(chǎn)要素的相對稟賦及其變化決定了要素相對價格的變化，而技術(shù)變革在很大程度上是由要素相對價格的長期變化趨勢所引致的，例如機械和生物技術(shù)的進步，反映了與相關(guān)生產(chǎn)要素價格變化相應(yīng)的要素替代的動態(tài)過程。為了便于理解，以勞動節(jié)約型技術(shù)—農(nóng)業(yè)機械技術(shù)進步為例。如圖1（a）所示，U 線代表勞動—土地等產(chǎn)量曲線，是u0和u1（代表不同類型的機械或技術(shù)）的包絡(luò)線。假定勞動相對于土地變得更為稀缺，勞動—土地價格比率從p0下降到p1時，由u1表示的另一種新技術(shù)被引進了生產(chǎn)，最小成本均衡點為O1。這種新技術(shù)使每個勞動力耕種更大面積的土地，一般也伴隨著每個勞動力擁有的動力數(shù)的增加，這表明土地和動力之間是正比關(guān)系，可以用直線（A，M）來表示。因此，機械的革新使得農(nóng)戶在勞動力、土地、機械的組合上做出反映，這就是勞動稀缺誘致下機械技術(shù)進步的表現(xiàn)。同理，生物技術(shù)進步的過程如圖1（b）所示。技術(shù)變革的方向傾向于節(jié)約稀缺（因而昂貴）要素，而使用充裕（因而便宜）的要素，投入生產(chǎn)要素組合的變化表明了沿著總生產(chǎn)函數(shù)進行的生產(chǎn)要素的替代過程，總生產(chǎn)函數(shù)又隨著由于相關(guān)生產(chǎn)要素價格變化而引起的生產(chǎn)曲面的變化而變化。

圖 1 要素價格與誘導(dǎo)技術(shù)變革[15]Fig. 1 Input price and induced technological change

1.2 研究方法

花生生產(chǎn)中投入要素主要包括勞動力、土地和資本，本文將資本投入分解為機械投入和化肥投入。根據(jù)初級生產(chǎn)要素（勞動力、土地）價格上漲對資本投入影響的估計結(jié)果，判斷未來花生生產(chǎn)中要素投入結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向及程度。本研究設(shè)定模型如下：

式中：被解釋變量Yit是i省在t年花生生產(chǎn)的機械投入或化肥投入。由于《農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》中沒有提供機械投入數(shù)據(jù)，本文用機械作業(yè)費用來衡量機械投入，為了保證數(shù)據(jù)的可比性，用化肥費用來衡量化肥投入。Xit是i省在t年從事花生生產(chǎn)的勞動力價格或土地價格。作為對照，引入要素價格比Rit，來考察要素相對價格變化對要素投入的影響。P為調(diào)節(jié)變量，取值為0 或1；Zit為一系列控制變量；μi是省級非觀測效應(yīng)；εit是隨機擾動項；α、β1、β2和δ是待估計參數(shù)。

現(xiàn)有文獻基本采用農(nóng)業(yè)機械價格指數(shù)來表示機械價格[16]，該指標反映一定時期內(nèi)農(nóng)機零售價格變動趨勢和程度的相對數(shù)。我國農(nóng)業(yè)機械化走的是以農(nóng)機社會化服務(wù)為形式的發(fā)展道路，農(nóng)機手購買農(nóng)機具并提供農(nóng)機社會化服務(wù)，而普通農(nóng)戶購買農(nóng)業(yè)機械服務(wù)[17]。所以，用農(nóng)業(yè)機械價格指數(shù)衡量機械價格的方法已經(jīng)不適應(yīng)中國農(nóng)機社會化服務(wù)的現(xiàn)實趨勢，農(nóng)戶購買的不再是農(nóng)業(yè)機械，而是農(nóng)業(yè)機械服務(wù)。為此，我們提出了一種新方法來測算機械價格，用花生一整套作業(yè)流程（包括耕地、播種和收獲）全部由農(nóng)機社會化服務(wù)機構(gòu)來完成的平均費用表示機械價格。對應(yīng)的，花生一整套作業(yè)流程全部由雇工來完成的平均費用為勞動價格，此價格與勞動力價格的變化趨勢是一致的，同機械價格可比?！掇r(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》中的土地成本（地租）即為土地價格；用化肥費用除以化肥用量，得到化肥價格。

要素投入不僅與要素本身的價格有關(guān)，還會受到其他很多因素的影響。本研究選取的控制變量如下：1）勞動力數(shù)量。農(nóng)業(yè)勞動力數(shù)量會影響生產(chǎn)的要素投入決策，家庭自有勞動力越充裕，依靠人工完成花生生產(chǎn)的能力會越強，使用資本替代勞動力的需求就越低。本文用家庭用工天數(shù)來衡量。2）土地經(jīng)營規(guī)模。土地經(jīng)營規(guī)模越大，越可能在生產(chǎn)環(huán)節(jié)面臨勞動力的約束，從而越傾向于增加機械、化肥等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料。本文用花生播種面積來衡量。3）收入水平。收入提高會帶來兩方面作用，一方面，家庭支付能力增強，使其更有經(jīng)濟能力購買農(nóng)資；另一方面，弱化了農(nóng)戶對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的依賴性，即可能減少各項農(nóng)業(yè)投入。本文用單位面積上人均工資性收入來衡量?？紤]到收入水平和要素投入之間可能存在雙向因果關(guān)系，為了控制內(nèi)生性，對收入變量進行了滯后一期處理。4）地形條件。地形越平坦的區(qū)域，越容易進行機械作業(yè)和田間管理。本文用各省坡度小于等于2°耕地面積所占比例來衡量。

1.3 數(shù)據(jù)來源

本文利用1998—2017年中國10 個花生主產(chǎn)?。ㄊ校┑拿姘鍞?shù)據(jù)，具體包括河北、遼寧、安徽、福建、山東、河南、廣西、廣東、重慶和四川，樣本?。ㄊ校┑幕ㄉa(chǎn)量和播種面積分別占到全國的79%和75%，能夠有效反映中國花生生產(chǎn)的整體情況。具體數(shù)據(jù)來源如下：機械作業(yè)費用、化肥費用、土地價格以及勞動力數(shù)量數(shù)據(jù)來自《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》；勞動價格和機械價格數(shù)據(jù)來自國家花生產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟崗位專家課題組；地形數(shù)據(jù)來自土地資源數(shù)據(jù)庫；播種面積和收入水平數(shù)據(jù)來自歷年《中國統(tǒng)計年鑒》。為了消除價格變動因素，以上各價值變量均按相關(guān)價格指數(shù)折算為1998年不變價。各變量描述性統(tǒng)計見表1。

2 要素價格上漲對要素投入的影響

2.1 估計結(jié)果

面板數(shù)據(jù)模型存在諸多估計方法，本文分別使用混合OLS 估計方法、隨機效應(yīng)模型和固定效應(yīng)模型對花生生產(chǎn)的超越對數(shù)成本函數(shù)模型進行估計和檢驗，最終確定方程1、2 和4 采用固定效應(yīng)模型，方程3、5、6、7 和8 采用隨機效應(yīng)模型，受篇幅限制，表2 直接報告了對模型（1）的最終估計結(jié)果。方程1 和5 匯報了勞動價格上漲對機械投入和化肥投入的影響，方程3 和7 匯報了土地價格上漲對機械投入和化肥投入的影響。為了考察要素相對價格變化對要素投入的作用效果，本文做了進一步的回歸分析，方程2 和6 分別是勞動相對價格上漲對機械投入和化肥投入的影響，方程4 和8 分別是土地相對價格上漲對機械投入和化肥投入的影響。

模型估計結(jié)果顯示，第一，勞動價格上漲對機械投入和化肥投入均有顯著的正向推動作用，土地價格上漲對機械投入和化肥投入也具有顯著的正向影響，說明初級生產(chǎn)要素價格上漲會促使農(nóng)戶增加資本要素投入。從系數(shù)大小來看，勞動價格每增加1元，花生生產(chǎn)中機械投入和化肥投入會增加0.0888元和0.0614 元；土地價格每增加1 元，機械投入和化肥投入會增加0.275 元和0.154 元。表明初級生產(chǎn)要素價格上漲使得花生生產(chǎn)中資本投入更偏向于農(nóng)業(yè)機械。第二，引入要素相對價格后，勞動相對于機械（化肥）價格變化對機械（化肥）投入依舊具有顯著的正向影響，土地相對于機械（化肥）價格變化對機械（化肥）投入也有顯著的正向影響，說明要素價格以及相對價格變化對要素投入的作用效果是一致的，要素價格上漲帶來的要素相對價格的提高，在很大程度上影響著機械投入和化肥投入。以勞動和機械為例，若機械價格為100 元/hm2，勞動價格也為100 元/hm2，此時勞動與機械之間不存在替代關(guān)系，若機械價格上漲為200 元/hm2，勞動價格上漲到400 元/hm2，即勞動相對于機械的價格提高1 倍，此時用機械替代勞動，機械投入只需要增加209.1 元，因此有必要通過機械來替代勞動。

其余控制變量對資本投入的影響多符合理論預(yù)期。在機械投入模型（方程1～4）和化肥投入模型（方程5～8）中，各控制變量的回歸系數(shù)符號和統(tǒng)計檢驗結(jié)果均基本一致。勞動力數(shù)量對兩種資本投入均存在負向影響，在大多數(shù)方程中通過顯著性檢驗。家庭自有勞動力越多，對農(nóng)機、化肥等要素的需求則相對越弱。換句話說，資本投入與勞動力投入之間呈負相關(guān)關(guān)系，即增加資本投入會節(jié)約勞動力投入。播種面積對機械投入的影響為正，對化肥投入有顯著的負向影響。播種面積越大，越能充分發(fā)揮農(nóng)機作業(yè)的規(guī)模效應(yīng)。土地規(guī)模經(jīng)濟可以提高化肥的利用效率，降低化肥施用強度[18-19]。由此，我們無法判斷資本投入與土地投入之間的關(guān)系。收入水平對機械投入有正向影響，對化肥投入大多有顯著的負向影響。工資性收入水平越高意味著農(nóng)戶務(wù)農(nóng)的機會成本越大，可能導(dǎo)致土地流轉(zhuǎn)或是轉(zhuǎn)向種植勞動投入相對較少的糧食作物，糧食作物與經(jīng)濟作物（例如花生）相比，更易于機械化且需肥量較小[20-21]。地形條件對機械投入有正向影響但大多不顯著，對化肥投入有顯著的正向影響。理論上講，與丘陵、山區(qū)相比，平地為農(nóng)機田間作業(yè)和田間養(yǎng)分管理提供了更大可能性?，F(xiàn)實情況卻是，我國花生大部分種植在邊角地或坡地，機械作業(yè)難度較大，而且花生播種與收獲機械化存在技術(shù)瓶頸，因而地形約束對機械投入的影響并不顯著。

2.2 基于估計結(jié)果的經(jīng)濟學(xué)分析

根據(jù)“速水-拉坦”誘致性技術(shù)變遷理論的假說，機械技術(shù)為“勞動節(jié)約型”技術(shù)，用來促進動力和機械對勞動的替代，而生物和化學(xué)技術(shù)為“土地節(jié)約型”技術(shù)，用來促進勞動和（或）工業(yè)投入對土地的替代[15]。也就是說，農(nóng)業(yè)機械屬于典型的“勞動節(jié)約型”要素，而化肥屬于典型的“土地節(jié)約型”要素。基于上一節(jié)的估計結(jié)果，我們的研究做了進一步拓展：

2.2.1 化肥可以成為勞動的替代要素 勞動價格上漲對化肥投入的影響機制在于，勞動價格上漲使得農(nóng)戶會選擇少次多量的施肥方式，把生育期內(nèi)多次施肥改為播種時一次性施肥，由于施肥量需要滿足整個生長周期的需要，加上雨水可能導(dǎo)致的肥料流失，農(nóng)戶往往會加大施肥量以保證花生產(chǎn)量。也有一些生產(chǎn)者會采用緩釋肥料，盡管緩釋肥料用量沒有增加，但是其單價通常較高，故肥料投入費用也會上升，而我們的研究是用平均每公頃的化肥費用來衡量化肥投入的。

2.2.2 土地要素與農(nóng)業(yè)機械要素之間呈現(xiàn)伴隨關(guān)系農(nóng)村土地規(guī)模化經(jīng)營會促進農(nóng)業(yè)機械化，并帶來土地價格上漲，所以農(nóng)村土地規(guī)模化經(jīng)營與其他兩者之間存在因果關(guān)系，而土地價格上漲與農(nóng)業(yè)機械化之間呈現(xiàn)伴隨關(guān)系（見圖2）。

圖2 規(guī)?；C械化和土地價格的相互關(guān)系Fig. 2 Relationship among scale, mechanization and land price

土地價格上漲隱含著一個邏輯，流轉(zhuǎn)土地規(guī)模越大，土地價格越高。當(dāng)一個新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體將土地經(jīng)營規(guī)模從0.7 hm2擴大到6 hm2時，即土地大規(guī)模流轉(zhuǎn)時（排除低地租或者零地租的情況），轉(zhuǎn)出戶之間對地租水平的期望值并不相同，有些農(nóng)戶要價很高，為了使土地大規(guī)模流轉(zhuǎn)工作能夠順利推行，轉(zhuǎn)入土地的經(jīng)營大戶不得不盡可能地滿足他們的要求。所以，這些農(nóng)戶抬高了整體的土地租金水平。因此，土地規(guī)?；瘯硗恋貎r格的上漲。同樣，土地規(guī)模化會不可避免地促進農(nóng)業(yè)機械化。土地大規(guī)模流轉(zhuǎn)以后，僅依靠人工完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)不現(xiàn)實，尤其是農(nóng)忙期間，即便高于市場工資水平也難以請到那么多人工，通過機械化生產(chǎn)可以在短時間內(nèi)完成大規(guī)模田間作業(yè)，大幅提高生產(chǎn)效率[22]。所以，土地和農(nóng)業(yè)機械這兩種生產(chǎn)要素之間呈現(xiàn)為伴隨關(guān)系。

綜合上述分析可知，我們的研究結(jié)果驗證了花生生產(chǎn)要素調(diào)整路徑在一定程度上遵循了誘致性技術(shù)變遷的軌跡，機械技術(shù)是勞動節(jié)約型的技術(shù)，生物化學(xué)技術(shù)是土地節(jié)約型的技術(shù)。除此之外，我們的研究還做了進一步的拓展，化肥可以成為勞動的替代要素，土地與農(nóng)業(yè)機械兩種要素之間呈現(xiàn)出伴隨關(guān)系。估計結(jié)果顯示，勞動價格上漲也會帶來化肥投入的增加，而土地價格上漲也會促使增加機械投入。

3 要素替代彈性的測算

要素替代彈性表示投入要素價格比變動時，一種要素替代另一種要素的能力。也就是說，面對要素價格沖擊，決策者調(diào)整要素投入結(jié)構(gòu)的能力嚴格取決于要素替代關(guān)系及其大小。上一節(jié)研究已經(jīng)明確了要素價格上漲會誘使農(nóng)戶增加資本投入，本節(jié)將進一步測算要素之間的替代彈性，從要素之間的替代強度和地區(qū)差異兩個角度展開討論。

Christensen 等[23]提出超越對數(shù)成本函數(shù)，將要素價格視為自變量的超越對數(shù)成本函數(shù)能有效避免內(nèi)生解釋變量問題，故其優(yōu)于超越對數(shù)生產(chǎn)函數(shù)。其一般形式為：

式中：C表示總成本，Xi表示第i項投入要素數(shù)量，Xj表示第j項投入要素數(shù)量，Pi表示第i項投入要素價格，Pj表示第j項投入要素價格，γ0、αi、βi、αij和βij是待估計參數(shù)。

超越對數(shù)成本函數(shù)包含的自變量過多，直接估計往往面臨嚴重的共線性問題，因此一般不直接估計方程（2），而是轉(zhuǎn)向估計成本份額函數(shù)。根據(jù)謝潑德引理，最小成本函數(shù)對要素價格的偏導(dǎo)數(shù)，等于給定產(chǎn)出水平下使總成本最低的要素投入數(shù)量，進而得到要素i的成本份額方程：

式中：Si表示要素i的成本份額，Pj表示第j項投入要素價格，Xj表示第j項投入要素數(shù)量，βi、βij和γij是待估計參數(shù)。因此，對任意投入要素i，只要擁有成本份額、要素價格和要素數(shù)量的數(shù)據(jù)，便可以利用式（3）進行參數(shù)估計。由于待估參數(shù)大幅減少，共線性問題得到有效緩解。

超越對數(shù)成本函數(shù)中常見的要素替代彈性有交叉價格彈性（CPE）、Allen 替代彈性（AES）、Morishima 替代彈性（MES）和影子替代彈性（SES）四種[24-25]。與CPE、AES 和MES 相比，SES 更接近Hicks 對替代彈性的原始定義[26]，具有理論優(yōu)勢且計算結(jié)果穩(wěn)健性更強。根據(jù)Binswanger[27]和郝楓[25]的研究，SES 可以由要素需求交叉價格彈性導(dǎo)出，要素需求交叉價格彈性可由βij計算得到：

式中：δijS表示要素i和j的影子替代彈性，Eij表示要素i和j的需求交叉價格彈性，Eji表示要素j和i的需求交叉價格彈性，Si表示要素i的成本份額，Sj表示要素j的成本份額，Eii表示要素i的需求（自）價格彈性，Ejj表示要素j的需求（自）價格彈性，βij由公式（3）估計得到。

具體變量的定義和處理如下：1）勞動力的投入和價格。選取用工數(shù)量（萬日）代表勞動力投入，用人工成本除以用工數(shù)量來衡量勞動力價格（元/日）。2）土地的投入和價格。分別選取花生播種面積（千hm2）和土地成本（元/hm2）來衡量。3）機械的投入和價格。選取機械作業(yè)費（萬元）代表機械投入量，用花生一整套機械作業(yè)流程的平均費用（元/hm2）作為機械價格。4）化肥的投入和價格。選取化肥用量（t）來衡量化肥投入，化肥價格（元/kg）通過化肥費用除以化肥用量得到。5）其他要素的投入和價格。將諸如種子費、農(nóng)藥費、排灌費、固定資產(chǎn)折舊等生產(chǎn)支出均歸為其他要素投入，具體計算方法是物質(zhì)與服務(wù)費減去機械作業(yè)費和化肥費，其他要素價格用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價格指數(shù)來替代。以上各價值變量均按相關(guān)價格指數(shù)進行了平減。

3.1 測算結(jié)果

超越對數(shù)成本函數(shù)的系數(shù)滿足包括對稱性和價格齊次性等約束條件，且各要素成本份額相加一定等于1，因此實際操作中可以僅僅估計（n-1）個獨立的成本份額方程?；ㄉa(chǎn)中其余要素投入的數(shù)量和價格難以衡量，故在此只對勞動力、土地、機械和化肥的成本份額方程進行系統(tǒng)估計。借助Stata13 軟件，本文采用似不相關(guān)回歸法進行系統(tǒng)估計，能夠在一定程度上克服各個方程之間的殘差相關(guān)問題，提高估計的有效性，估計結(jié)果見表3。Breusch-Pagan LM 檢驗結(jié)果強烈拒絕各方程擾動項之間“無同期相關(guān)”的原假設(shè)，故使用SUR 進行系統(tǒng)估計可以提高估計的效率?；貧w結(jié)果中各方程的估計參數(shù)βii均大于0，絕大部分變量的系數(shù)都通過了顯著性檢驗，說明模型設(shè)定和變量選取均能較好地反映我國花生生產(chǎn)的實際情況。

早期農(nóng)業(yè)機械化的主要動力源于農(nóng)民對小型農(nóng)業(yè)機械的自主采用，2000年之后，大中型拖拉機和聯(lián)合收割機等農(nóng)業(yè)機械得以大規(guī)模采用，尤其是2004年農(nóng)機購置補貼政策正式實施，極大地促進了農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展[28]。同一時期（2004年），我國東部沿海地區(qū)爆發(fā)了用工荒，使得勞動力價格進入了一個飛速攀升的區(qū)間。因此，選取2004—2017年為研究區(qū)間，基于成本份額方程的估計結(jié)果和要素替代彈性計算公式（4），計算出了花生各要素投入之間的替代彈性（見圖3）。要素替代彈性是衡量要素之間替代關(guān)系強弱的核心指標，取值大于0，要素之間為替代關(guān)系，彈性值越大，替代性越強；取值小于0，要素之間為互補關(guān)系。

表 3 要素成本份額方程的估計結(jié)果Table 3 Estimation results of the factor cost share equation

第一，2004—2017年間，勞動力與機械、勞動力與化肥之間均存在明顯的替代關(guān)系。勞動力與機械之間的替代彈性值是所有要素投入之間最大的，且保持比較穩(wěn)定的增長趨勢，說明兩者之間存在高度的替代關(guān)系且替代效應(yīng)越來越強，未來機械替代勞動力仍存在巨大潛力。勞動力與化肥之間的替代彈性值有下降趨勢，說明兩者之間的替代強度在減弱。這意味著，化肥和農(nóng)業(yè)機械相比，對勞動力的替代效果是有限的。

第二，觀察期內(nèi)，土地與機械之間呈現(xiàn)明顯的互補關(guān)系，土地與化肥之間存在明顯的替代關(guān)系。土地與機械之間的替代彈性值小于0，且絕對值越來越大，這一結(jié)果充分驗證了上一節(jié)的結(jié)論，即土地價格上漲會促使增加機械投入。隨著農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)深入推進，土地規(guī)?；潭忍岣?，才能真正推動農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展，緩解耕地資源短缺等問題?；蕦儆诘湫偷耐恋毓?jié)約型要素，伴隨著化肥用量增加的生物技術(shù)進步，可以明顯提高土地生產(chǎn)率。

圖32004—2017年中國花生生產(chǎn)要素之間的替代彈性Fig. 3 Substitution elasticities among different peanut production inputs in China from 2004 to 2017

3.2 要素替代彈性的地區(qū)差異

我國花生主產(chǎn)區(qū)包括了從東北到西南地區(qū)共10個省（市），區(qū)域間的自然資源條件、農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、社會經(jīng)濟發(fā)展水平等各不相同，這些因素導(dǎo)致要素替代情況存在差異。參考《全國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展第十三個五年規(guī)劃》中的地區(qū)劃分，本文所涉及的10 個花生主產(chǎn)?。ㄊ校┓謩e對應(yīng)著5 個地區(qū)，在此重點分析勞動力與機械替代彈性的地區(qū)差異（見表4）。

表4 勞動力與機械替代彈性的區(qū)域性分布Table 4 Regional distribution of substitution elasticities between labor and machinery

可以發(fā)現(xiàn)，勞動力與機械的替代彈性存在明顯的地區(qū)差異，華北平原最大，東北地區(qū)和長江中下游地區(qū)次之，南方低緩丘陵區(qū)和西南丘陵山區(qū)較小。替代彈性的地區(qū)差異主要是受到地形條件的限制，較高的區(qū)域基本都是平原地區(qū)，地形平坦開闊，耕地面積較大且連片，也都是傳統(tǒng)的花生優(yōu)質(zhì)主產(chǎn)區(qū)；而較低的區(qū)域集中在丘陵或山區(qū)，這些區(qū)域地貌類型豐富，復(fù)雜多樣的地形條件在很大程度上制約了農(nóng)業(yè)機械化的推廣和應(yīng)用。勞動力與機械替代彈性的高低分布符合中國北方旱地平原地區(qū)機械化水平較高，南方水田特別是山地、丘陵地區(qū)機械化發(fā)展滯后的現(xiàn)實情況。實際上，花生生產(chǎn)中勞動力與機械替代彈性整體上低于糧食作物，即便在北方平原地區(qū)[24,29]?；ㄉ切∽谧魑铮r(nóng)戶普遍不愿拿好地去種花生，大多種在邊角地、坡地和旱薄地，其機械化水平比糧食作物要低。未來隨著花生機械化水平的提高，尤其是突破收獲環(huán)節(jié)的瓶頸，農(nóng)業(yè)機械對勞動力的替代存在進一步的提升空間。

4 結(jié)論

本文驗證了“速水-拉坦”假說，農(nóng)業(yè)機械屬于典型的“勞動節(jié)約型”要素，化肥屬于典型的“土地節(jié)約型”要素。在此基礎(chǔ)上，我們對誘致性技術(shù)變遷理論做了進一步的拓展，研究發(fā)現(xiàn)；

第一，花生生產(chǎn)中初級生產(chǎn)要素價格上漲和要素相對價格的提高對機械、化肥這兩種要素投入均有顯著的正向推動作用，化肥可以成為勞動的替代要素，土地要素與農(nóng)業(yè)機械要素之間呈現(xiàn)伴隨關(guān)系。勞動價格上漲對化肥投入的影響機制在于，改變施肥方式或者改善肥料品質(zhì)；土地價格上漲促使機械投入增加暗含的邏輯關(guān)系是，土地規(guī)模化經(jīng)營與農(nóng)業(yè)機械化、土地價格上漲之間存在因果關(guān)系，土地價格上漲與農(nóng)業(yè)機械化之間呈現(xiàn)伴隨關(guān)系。

第二，要素替代彈性的測算結(jié)果得出，勞動力與機械、勞動力與化肥、土地與化肥之間均存在明顯的替代關(guān)系，土地與機械之間存在明顯的互補關(guān)系。各要素之間，勞動力與機械的替代強度最大。受地形條件的約束，勞動力與機械的替代彈性存在地區(qū)差異。華北平原的替代彈性最大，東北地區(qū)和長江中下游地區(qū)次之，南方低緩丘陵區(qū)和西南丘陵山區(qū)的替代彈性較小。

5 對策建議

隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，勞動力和土地這兩種初級生產(chǎn)要素的相對稀缺和價格上漲是必然趨勢，與要素替代彈性相適應(yīng)的要素投入結(jié)構(gòu)調(diào)整是促進花生產(chǎn)業(yè)持續(xù)增長的動力?；谏鲜鲅芯拷Y(jié)果，提出以下建議：

第一，通過代耕代種、土地托管等新型專業(yè)化服務(wù)，促進土地適度規(guī)模經(jīng)營。近十年會有一大批農(nóng)村人口進入城鎮(zhèn)就業(yè)、居住和生活，老年農(nóng)民也將陸續(xù)退出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，政府要抓住這個時期出臺相關(guān)政策，引導(dǎo)和扶持適度規(guī)模經(jīng)營，開展代耕代種、土地托管、聯(lián)耕聯(lián)種等多種形式的專業(yè)化規(guī)模化服務(wù)。積極促進宅基地使用權(quán)流轉(zhuǎn)，土地平整及高標準農(nóng)田建設(shè)，為農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展創(chuàng)造有利條件。

第二，加大農(nóng)機科研與推廣的支持力度，推進農(nóng)機農(nóng)藝深度融合。現(xiàn)階段我國花生機械化水平較低，遠低于水稻和小麥的機械化水平，尤其在播種和收獲環(huán)節(jié)，許多農(nóng)藝措施尚不能通過機械化手段實現(xiàn)。農(nóng)業(yè)機械化實現(xiàn)有效成熟發(fā)展需要經(jīng)歷技術(shù)成熟、設(shè)備成熟和市場成熟三個時期，建議將農(nóng)機農(nóng)藝融合較為成熟的技術(shù)模式作為農(nóng)業(yè)部主推技術(shù)，在花生主產(chǎn)區(qū)逐步推廣。因此，需要加大政策與資金支持力度，重點在薄弱生產(chǎn)環(huán)節(jié)（播種和收獲）上進行科技攻關(guān)，在優(yōu)勢主產(chǎn)區(qū)（平原或土地規(guī)模較大的地區(qū)）率先發(fā)展機械化，充分發(fā)揮農(nóng)機作業(yè)的潛力和優(yōu)勢。

第三，積極推廣新型肥料和新型節(jié)肥技術(shù)。例如推廣分層施肥技術(shù)，即結(jié)合花生不同生育期對養(yǎng)分的需求，實現(xiàn)不同肥料分層施入，做到精準施肥，達到省工節(jié)肥、高產(chǎn)高效的目的；或者水肥一體化技術(shù)，減少水資源與肥料的流失，為花生種植戶節(jié)省水肥勞作時間。另外，合理施用新型肥料，例如緩控釋肥、商品化有機肥等，提高肥料利用率。