西部地区农业生态效率评价及影响因素研究.pdf
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1、宝鸡文理学院学报(自然科学版)第43卷,第1期,第92-100页,023年3月Jo u r n a l o f Ba o ji Un iver sit y o f Ar t s a n d Sc ien c es(Na t u r a l Sc ien c e),Vo l.4 3,No.1,p p.92-100,Ma r.2023 DOI:10 134 67/jc n kijbu n s2023 01 015西部地区农业生态效率评价及影响因素研究灣李浩睿,庞智强灣(兰州财经大学统计学院,甘肃兰州730030)摘要:目的摘要:目的分析2010 2019年西部地区农业生态效率水平并探讨农业生态效率
2、的影响因素暎 暎 方法 方法 运用非期望超效率SBM模型和Ma l mq u ist指数测度农业生态效率,并运用面板To bit模型对农 业生态效率的影响因素进行研究暎暎结果 结果(1)2011 2019年,年,西部地区农业生态效率整体呈现出“N”型趋势,且地区间差异较大;(2)2019年甘肃、内蒙古、宁夏、青海、四川和云南的生产要素投入和碳排放 产出均存在不同程度冗余;(3)西部地区全要素生产率呈现出“U”型趋势,且全要素生产率增长主要由 技术进步驱动;(4)西部地区农业生态效率受到规模化水平、机械化水平、受灾率、农民收入水平、环境规 制水平与技术投资水平等多方面影响暎暎结论结论需从农业要素
3、节约、高效投入,严格控制农业碳排放和加 大农业技术投资与环境污染治理投资3方面对西部地区农业生态效率进行提高和改进暎 暎关键词关键词:西部地区;农业生态效率;非期望超效率SBM模型;Ma l mq u ist指数;影响因素 中图分类号:中图分类号:F323.2 文献标志码:文献标志码:A 文章编号:文章编号:1007-1261(2023)01-0092-09Evaluation and influenc ing fac tors of the ec ologic al effic ienc y of agric ulture in Western ChinaLI Ha o-r u i,PANG
4、 Zh i-q ia n g*(Sc h o o l o f St a t ist ic s,La n zh o u Un iver st y o f Fin a c e Ec o n o mic s,La n zh o u 730030,Ga n su,Ch in a)Abstrac t:PurposesTo a n a l yzet h eec o l o g ic a l efic ie n c yl eve l o fa g r ic u l t u r e in West er n Ch in a fr o m 2010 t o 2019 a n d t o exp l o r e
5、t h e in fl u en c in g fa c t o r s o f t h e ec o l o g ic a l effic ien c y o f a g r ic u l t u r e.Method s一Th e n o n-exp ec t ed su p er-effic ien c y SBM mo d el a n d Ma l mq u ist in d ex wer e u sed t o mea su r e t h e eco l o g ic a l effic ien c y o f a g r ic u l t u r e,a n d t h e p
6、 a n el To bit mo d el wa s u sed t o st u d y t h e in fl u en c in g fa c t o r s o f t h e ec o l o g ic a l effic ien c y o f a g r ic u l t u r e.Result(1)Fr o m 2011 t o 2019,t h e o ver a l l ec o l o g ic a l e fi c ien c y o f t h e a g r ic u l t u r e in West er n Ch in a sh o wed a n N-s
7、h a p ed t r en d,a n d t h er e wer e l a r g e d ifferen c es bet ween r eg io n s;(2)In 2019,Ga n su,In n er Mo n g o l ia,Nin g xia,Qin g h a i,Sic h u a n a n d Yu n n a n alh a d d ifer en t d eg r eeso fr e d u n d a n c yin p r o d u c t io n fa c t o r in p u t sa n d c a r bo n emissio n o
8、 u t p u t s;(3)To t a l fa c t o r p r o d u c t ivit y in t h e West er n r eg io n sh o wed a U-sh a p ed t r e n d,a n d t o t a l fa c t o r p r o d u ct ivit y g r o wt h wa s ma in l y d r iven by t ec h n o l o g ic a l p r o g r ess;(4)Th e ec o l o g ic a l effic ien c y o f a g r ic u l t
9、 u r e in t h e west er n Ch in a wa s a ffec t ed by ma n y fa c t o r s,su c h a s t h e l evel o f sc a l e,mec h a n iza t io n,d isa st er r a t e,fa r mer s,in c o me l eve l,en vir o n men t a l r eg u l a t io n l evel a n d t ec h n o l o g ic a l in vest men t l evel.Conc lusionIt is n ec
10、essa r y t o imp r o ve t h e ec o l o g ic a l effic ien c y o f a g r ic u l t u r e in t h e West er n Ch in a fr o m t h r ee a sp ec t s:Sa vin g a n d effic ien t in p u t o f a g r ic u l t u r a l fa c t o r s,st r ic t l y c o n t r o l l in g a g r ic u l t u r a l c a r bo n emissio n s,a
11、 n d in c r ea sin g in vest men t in a g r ic u l t u r a l t ec h n o l o g y a n d en vir o n men t a l p o l l u t io n c o n t r o l.灣 收稿日期:2022-09-01,修回日期:2022-11-23.基金项目:国家社科基金重点项目(20ATJ006);甘肃省高等学校产业支撑引导项目(2019C-19)作者简介:李浩睿(1998-),男,甘肃天水人,在读硕士研究生,研究方向:农业生态经济.Ema il:11834 9914 3q q.c o m通讯作者:
12、庞智强(1965-),男,甘肃秦安人,教授,博士生导师,研究方向:调查技术与统计分析.Ema il:p a n g zh q l zu fe.ed u c n第1期李浩睿等西部地区农业生态效率评价及影响因素研究93Key word s:West er n Ch in a;a g r ic u l t u r a l ec o l o g ic a l effic ien c y;n o n-exp ec t ed su p er-effic ien c y SBMmo d el;Ma l mq u ist in d ex;in fl u en c in g fa c t o r s近年来,我国
13、逐步实现农业现代化,农业产量 不断增长,农民收入也在不断提高。但在农业经 济高速发展的同时,生态环境问题也日益凸显,农 业资源的过度投入,使得农业高质量、可持续发展 和经济增长之间的矛盾更加突出。而农业生态效 率作为衡量农业高质量、可持续发展和经济增长 协调关系的关键指标,逐渐引起学者们的重视。目前,学者们多从全国范围1、区域3、省 域、地市和县域5层次入手对农业生态效率展 开研究。早期多使用比值法和生命周期法等方法 对生态效率进行测度,但随着研究方法的不断演 进,数据包络分析法(DEA)逐渐成为研究生态效 率的主流方法。郑家喜等7采用Ma l mq u ist指 数法对长江中游4省的农业生态
14、效率进行了分析 研究。徐维祥等8运用SBM模型对中国各省市 的农业生态效率进行了测度。陈菁泉等9运用生 态非期望产出和期望产出两阶段网络EBM模 型,测度了各省、市、区的农业生态效率。进一步 来看,学者们对农业生态效率水平的研究内容主 要集中于影响因素研究1011、空间分布特征12 和投入、产出冗余等方面。我国对农业生态效率研究起步较晚,关于我 国西部地区农业生态效率水平的研究较少,而西 部作为我国主要的农业生产区域,不仅土地资源 十分丰富,而且拥有较高的人均耕地面积。然而,粗放型的农业发展模式使得农业生态环境遭到破 坏,进而成为西部地区农业高质量、可持续发展的 主要障碍。因此,本文以西部12
15、个省市为研究对 象,评价其2010 2019年的农业生态效率水平,揭 示其静态变化和动态演变特征,并通过农业要素投 入、产出冗余和影响因素分析影响农业生态效率 的具体原因,提出提高农业生态效率的建议,以期 为政府制定农业政策提供理论依据与决策参考。1研究方法和指标数据选择研究方法和指标数据选择1.1 研究方法1.1.1 非期望超效率SBM模型数据包络模型是一种可以分析多个投入和产 出要素之间非参数技术效率的模型。传统的 DEA模型可以选择不同的径向和角度对投入产 出变量进行分析,但没有考虑松弛变量和非期望 产出的影响,最终导致测算出的效率值偏高。在 对农业生态效率进行评价时,不仅需要考虑农业
16、资源投入和期望产出,还需要考虑非期望产出,即 农业生产过程中产生的碳排放。2001年,TONE14提出了 SBM模型,该模型在非径向和 非角度的前提下,解决了存在非期望产出时,效率 评价中投入和产出的松弛性问题。但SBM模型 无法对效率有效的决策单元进行排序和比较分 析。而超效率SBM模型则是在SBM模型的基 础上,完善了对多个效率有效决策单元的比较分 析。超效率SBM模型构建如下:1+1暺-.P暺如mn=-亦-亦-1梹暺血+暺 汩 加1+秘梹暺1 了谦 暺1 丿,n暺 入J ST W工铳,=1,暛,,梹=1,曎九n暺 M 入 j+S棲 yrk,=1,暛d lj=i,Ts:F,(1)暺bj入J
17、 St W加,=1,,恥梹=i,T1 梹 梹暺竺+暺討0,加1+m梹 梹暺1 y诫 暺1如丿 丿、入j,s,棲,J曒 0,=1,2,,,:曎 j 其中,,为目标效率值(文中为农业生态效率);为决策单元个数;为投入要素数量;1为期望 产出数量皿为非期望产出数量;和人分别表示 第j和人个决策单元;为第i个投入要素的松弛 变量;+为第个期望产出的松弛变量;为第t 个非期望产出的松弛变量;为第j个决策单元 的强度变量心为第个决策单元的第i个投入 要素;为第左个决策单元的第个期望产出;为第左个决策单元的第t个非期望产出。当卩曒1 时,说明投入要素与期望产出和非期望产出的关 系达到最优化,被评价决策单元有
18、效;当椉1 时,说明投入要素与期望产出和非期望产出的关 系未达到最优化,被评价决策单元无效。1.1.2 Ma l mq u ist 指数模型MALMQUIST15于 1953 年提出 Ma l mq u ist 指数,随后CAVES et a l16将Ma l mq u ist指数与 DEA理论相结合提出了全要素生产率指数,全要 素生产率指数主要用于在生产分析中进行时间演 变动态效率分析。FARE et a l17对全要素生产 94宝鸡文理学院学报(自然科学版)2023 年率指数进行了分解,将全要素生产率指数分解为 技术进步指数和技术效率变化指数,进而可对全 要素生产率进行更深入的分析。模型构
19、建为:TPF=D(棲1,g棲1)*D棲(c棲,、棲i)=0*(,)D棲1(,4),开=D(棲1,g棲1)*D(,”*)LD棲(*,S棲1)*D棲二血,),矿_时1(X棲,、棲1)=D(C),TPF=FCX EC,(2)其中,TPF为全要素生产率指数,表示在t到t+1 期间,某一决策单元生产效率的变化程度。兀为技 术进步指数,表示从t到t+1期决策单元生产技术 的变动程度。玖:为技术效率变化指数,表示从t到 t+1期决策单元技术效率的提升程度。技术效率 变化指数(EC)又可分解为纯技术效率变化指数(PE)和规模效率变化指数(SE)。1.1.3 面板Tb it模型To bit模型解决了因变量受限时
20、回归分析误差 较大的问题。但是如何选择固定效应模型与随机 效应模型,现有研究未能形成一致结论。对于面板 数据而言,使用固定效应面板To bit模型时,很难 得到一致的估计量8。因此,本文采用随机效应 面板To bit模型对农业生态效率进行回归分析。面板 To bit 模型构建如下:Yj=直+丫$Xj,g+化+&,(3)j=i其中,Y*为第i省市第t年的农业生态效率为截 距项,S为第j个解释变量的待估系数,Xj,g为第i 省市第t年的第j个解释变量,c为个体效应,C为 随机误差。1.2 指标数据选择农林牧渔业也称为广义农业,主要包括种植 业、林业、畜牧业和渔业,而狭义农业则专指种植 业,本文以种
21、植业为研究对象,对西部地区农业生 态效率水平进行评价。其投入产出指标和变量说 明见表1o根据农业生产实际,并结合已有研究,本文选 取7类投入指标,可以基本概括农业生产的投入状 况,有:(1)劳动力投入。由于各个省市统计资料的 不一致性,部分省市没有统计种植业从业人数,所 以参考王宝义等8的研究,采用农林牧渔业从业 人员和农业总产值占农林牧渔业总产值的比值计 算出农业从业人员。(2)土地投入。土地投入主要 衡量用于种植业的土地面积,本文选择农作物总播 种面积来表示土地投入。(3)化肥投入。因为不同 阶段所用肥料不同,且为了满足代表性和一致性,因此选择农用化肥施用折纯量来表示化肥投入。(4)农药投
22、入。不同阶段会施用不同的农药,且农 药种类较多,为了满足代表性和一致性,选择农药 使用量来表示农药投入。(5)农膜投入。使用农膜 是为了保持恒温和更好地管理农作物,农膜投入选 择农用塑料薄膜使用量来表示。(6)农业机械动力 投入。农业机械化是现代农业的核心,农业机械动 力投入选择农业机械总动力来表征。(7)农业水资 源投入。水资源是农业生产中不可或缺的资源,现 有文献中很少把水资源考虑在农业投入中,本文选 择农业用水总量来表示农业水资源投入。表1农业生态效率评价指标体系Thb.1 Agric ultural ec ologic al effic ienc y evaluaton ind ex
23、system一级指标二级指标变量及说明劳动力投入农业从业人员椊农林牧渔业 从业人员暳(农业总产值/农 林牧渔业总产值)/104人土地投入农作物总播种面积/103 h m2化肥投入农用化肥施用折纯量/104 t投入指标农药投入农药使用量/104 t农膜投入农用塑料薄膜使用量/t农业机械 动力投入农业机械总动力/104 kW农业水 资源投入农业用水总量/108 m3期望 产出指标农业总产值农业总产值/108元非期望 产出指标农业碳排放化肥、农药、农膜、农用柴油、农业灌溉、农业播耕碳排放 总和/104 t本文选用农业生产总值来表示农业期望产 出,选用农业碳排放量来表示非期望产出。其中,农业碳排放的主
24、要来源包括:化学制品的使用(如 化肥和农药);不可降解物品的使用(如农膜);使 用农机过程中消耗的化石燃料(如柴油);农业翻 耕、灌溉过程中的电能消耗。因此,参考李波 等研究,采取相应指标乘以排放系数的方式计 算农业碳排放量,上述6类排放系数如下:化肥 0.895 6(kg/kg),农药 4.934 1(kg/kg),农膜 5.18(kg/kg),柴油 0.592 7(kg/kg),翻耕 312.6(kg/km2),灌溉 20.4 76(kg/h m2)考虑到数据的可获得性和时效性,研究数据 来源于2011-2020年的中国统计年鉴中国农第1 期李浩睿等西部地区农业生态效率评价及影响因素研究9
25、5村统计年鉴和各省、市的统计年鉴,个别指标经 本文运用Ma xDEA软件,采用超效率SBM计算获得暎 模型,对2011 2019年西部12个省市不考虑和2农业生态效率实证分析 农业生态效率实证分析 考虑非期望产出2种条件下的农业生态效率进行2.1农业生态效率差异分析 测度,结果见表2。表2 2011-2019年西部地区各省市农业生态效率Tab.2 Agro-ec ologic al effic ienc y of provinc es and c ities in Western China from 2011 to 2019省(市)不考虑非期望产出考虑非期望产出2011 年2013 年201
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- 西部地区 农业 生态 效率 评价 影响 因素 研究
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