中國農業要素的替代彈性:人力資本的作用及農業技術變遷

李志俊

(西安電子科技大學經濟與管理學院，陜西 西安 710126)

最近30余年來，中國農業部門的要素結構發生了明顯改變。農業勞動力投入數量由1978年的2.83億增加到1991年的3.91億后開始減少，到2011年減少至2.66億①此處的農業勞動力投入數量為第一產業就業人數。。相應地，第一產業就業比重由1978年的70.5%下降到2011年的34.8%。農業資本投入大幅度增加，農用機械總動力和農村用電量分別由1978年的11759.9萬千瓦、253.1億千瓦時提高到2011年的97734.7萬千瓦、7139.6億千瓦時，二者分別增長8.3倍和28.2倍。與此同時，農林牧漁業總產值由1978年的1397.0億元增長到2011年的81303.9億元②數據來源:中華人民共和國國家統計局的《中國統計年鑒(2012)》，中國統計出版社2012年版。，以當年價格計算增長了58.2倍。按可比價格計算，1990－2011年實現年均增長率6.7%。在農業勞動力逐年轉移后，中國的農業產出緣何呈現穩步上升?究竟是什么因素推動中國農業產出增長?農業發展中各要素的作用及要素間的關系如何?要素間的替代或互補關系與技術進步的偏向性有何關系?更為深入地，人力資本對各要素間的替代/互補效應及中國農業技術偏向性又有何影響?

最早關于農業投入要素替代彈性的研究是利用澳大利亞1920－1969年的總體數據測度了土地、勞動力、資本間的替代彈性，結果為統計期間勞動與資本間有較高的替代性，土地與資本間有明顯的互補性［1］。近年來，國內學者運用不同的方法、從不同的角度對農業生產中的要素替代進行了研究。例如，一些研究認為糧食生產中農業機械總動力與勞動力投入之間的替代關系不明顯［2］;陳沁和袁志剛(2012)的研究結果表明，土地對教育的替代作用在各個地區都存在，并且在土地效率增加或教育回報減少時，土地對教育的替代效應也相應增大［3］。對中國農業技術變遷的研究，李航(2013)發現農業技術進步尤其是機械動力技術對農業勞動力的替代是提高農業勞動生產率的主要因素，農業投資和政府對農林水事務財政支出的增長對提高農業勞動生產率具有顯著作用［4］;劉渝等(2009)基于CES生產函數的估算結果表明，畝均灌溉用水量與灌溉投資之間有較大的替代彈性，二者存在很強的替代關系［5］;魏鎧等(2013)則強調全球經濟一體化發展趨勢下中國農業技術引進的路徑［6］。

在關于替代彈性的測度層面，諸多學者運用不同的方法測算中國不同部門的要素替代彈性。魯成軍和周端明(2008)以超對數成本函數和不變替代彈性為基礎，估算中國工業部門能源與資本、勞動之間的絕對替代彈性和凈替代彈性［7］。陳道平和劉偉(2009)使用迭代似無關回歸方法，估算了以生產工人、非生產工人和資本為投入要素的中國汽車工業投入要素之間的替代彈性［8］。楊福霞等(2011)計算了中國經濟增長中能源與非能源要素間的替代彈性，同時考察了各投入要素技術進步的差異［9］。本文在超越對數生產函數模型的基礎上，采用嶺回歸方法對中國農業發展要素之間的關系、人力資本的作用與中國農業技術進步偏向性等相關問題做一個經驗探討。

一、研究模型與數據來源

由于超越對數生產函數具有很強的包容性，可以被認為是任何已有形式的生產函數的近似。因此，采用超越對數生產函數的估計結果，可以更為準確地體現生產要素投入的替代性質。超越對數生產函數的估算模型如下:

其中，Y為產出，K、L分別表示物質資本和勞動力投入，二者替代彈性的計算公式為:

其中，MPL和MPK分別表示資本與勞動的邊際產出。

因為農業生產的特殊性，物質資本包含了農業機械M、化肥施用F和耕地面積N，為簡化模型的難度，令y=Y/L和k=K/L，則涵蓋這些農業投入要素的超越對數生產函數可轉化為:

相應地，我們可以計算出各要素的產出彈性及要素間的替代彈性。例如，農業機械動力M的產出彈性為:

其他的均可依此類推。

由于超越對數生產函數的變量眾多，必然會面臨多重共線性問題，普通的最小二乘法明顯不適用。為克服這一問題，我們采用嶺回歸的方法，時間序列為1978－2010年。為保證數據的可信度和可比性，數據均來自歷年的《中國統計年鑒》，使用的統計軟件為SPSS13.0。

二、計量結果及分析

(一)農業投入要素間的替代彈性分析

通過對膨脹因子的分析，我們發現嶺參數k=0.3時，多重共線性得到較好控制，因此選擇k=0.3為嶺回歸參數進行嶺回歸(如圖1所示)。

圖1 要素的產出彈性、替代彈性的變化趨勢圖

根據(2)、(3)的方法分別計算農業機械動力、耕地面積和化肥施用的產出彈性以及它們之間的替代彈性(如圖1所示)。根據圖1可知，自1978年以來，化肥施用F和耕地面積N的產出彈性分別呈現直線下降和上升的態勢，化肥施用的產出彈性從期初的2.5以上直線下降到期末的－2.0左右，耕地面積的產出彈性從－2.0上升到1.0左右，而1999年和1994年分別是這兩種要素產出彈性轉變的分水嶺。彈性值變化幅度如此之大，是否實證模型忽視了其他更為重要的因素?為此，我們接下來嘗試將人力資本引入到超越對數生產函數中，并采取相同的辦法再次計算各要素的彈性及要素間的替代彈性。

采用農村居民人均受教育年限這一指標表征人力資本，數據來自各年份的《中國農村統計年鑒》。使用相同的回歸方法，我們發現嶺參數k=0.3時，平方方差擴大因子(VIF)接近于1。選擇k=0.3再次進行嶺回歸，并根據回歸系數計算要素間的替代彈性(見圖2、3所示)。

圖2 引入人力資本后各要素的產出彈性變化趨勢圖

圖3 引入人力資本后各要素的替代彈性變化趨勢圖

與圖1相比，引入人力資本后農業機械動力M、耕地面積N和化肥施用F的產出彈性的曲線形狀未發生較大變化，但數值更趨合理。從圖2可以看出，化肥施用的產出彈性直線下降，從1978年的0.392下降到2010年的0.008，說明化肥這一農業生產投入要素逐步從改革伊始的緊缺狀態中擺脫出來，進而對農業增長的拉動作用日益乏力。與此相對應，農業機械動力M和耕地面積N的產出彈性卻呈穩步增長態勢，但農業機械動力的產出彈性明顯高于耕地面積，表明農業機械越來越成為中國農業產出的重要決定因素。人力資本的產出彈性非常小，但也在隨時間緩慢增加，從1978年的0.031增加到2010年的0.136。

人力資本引入前后，投入要素間的替代彈性發生了明顯的變化。引入人力資本前，農業機械動力與耕地面積、化肥施用與耕地面積及農業機械動力與化肥施用間的替代彈性除1992－2003年間外均徘徊在1附近，而在1992－2003的十余年間，這三者間的替代彈性則出現了大幅波動。引入人力資本后，農業機械動力與耕地面積、化肥施用與耕地面積之間的替代彈性的曲線在期初呈現從0左右先下降后迅速上升的趨勢，至1985年后又緩慢下降(如圖3所示)。農業機械動力與耕地面積的替代彈性逐漸收斂在1.3左右，化肥施用與耕地面積在1994－2000年間經歷了較小的波動后收斂在1附近，說明人力資本推動了對傳統投入資源的節約，提高了資本對土地進行替代的能力。農業機械動力與化肥施用的替代彈性除1995－2000年外都小于1，說明這兩種要素間的替代水平較低。

同時，人力資本與化肥施用、農業機械動力的替代彈性曲線表明，人力資本不但能提高資本對土地的替代能力，更為重要的是它對資本的替代彈性大于1，尤其是1990年人力資本對化肥施用的替代彈性較高，加之其本身的產出彈性不斷增加(如圖2所示)，證明了現階段的農業發展和轉型過程中人力資本已成為不容忽視的農業投入要素之一。

(二)技術偏向性的衡量：人力資本的作用

超越對數農業生產函數中的技術進步的測度可通過計算要素的邊際替代率比例隨時間的變動求得，以BIAS表示。例如，對資本(K)和勞動(L)來說，則有:

若BIASK，L大于零，表明技術進步是資本密集型的。換言之，這是節約資本的技術快于節約資源的技術進步。

引入人力資本前后，中國農業技術進步的偏向性發生了改變(如圖4、5所示)。引入人力資本前，BIASM，N和BIASM，F先正后負，農業技術進步表現為相對于農業機械動力的資本密集型轉向相對于化肥和土地密集型。引入人力資本后，這種技術進步的偏向性正好相反，農業技術進步表現為土地密集型轉向農業機械動力和化肥的物質資本密集型，這一轉變的時間為2001年左右。BIASM，F始終大于0，說明在農業機械動力和化肥施用這兩種物質資本中，農業機械動力的技術進步要快于化肥施用的技術進步，并從2000年開始這種差距逐步擴大。

圖4 引入人力資本前中國農業技術進步偏向性變化

圖5 引入人力資本后中國農業技術進步偏向性變化

因此，農業人力資本盡管在現階段沒有形成農業發展的關鍵要素，但其作用仍不容忽視:第一，人力資本可以推動物質資本對傳統投入要素(土地)的替代;第二，人力資本的引入使中國農業技術進步的偏向性發生了改變。

(三)農業技術進步偏向性的解釋：非技能偏態技術進步

中國農業部門表現出資本密集型的技術進步特征，主要原因在于農業物質資本與人力資本之間的關系為替代而非互補關系，中國農業生產增長只能由人力資本以外的其他要素投入的增加和非技能偏態技術的廣泛采用加以解釋。

根據技術和使用技術的勞動者技能之間的相互關系，我們可以把技術進步分成兩種不同的類型——技能偏態型技術進步和非技能偏態型技術進步［11］［12］。如果新技術的使用要求比使用現有技術更高的能力或必須承擔重新學習的成本，那就是技能偏態型技術進步;相反地，如果某種技術的推廣和應用沒有對使用技術的勞動者的技能提出更高的要求，依靠勞動者的原有技能或稟賦能力即可操作該技術，此時發生的便是非技能偏態型技術進步［13］。非技能偏態型技術進步的突出特征是不存在資本對勞動的顯著替代。在中國農業特定的要素稟賦下，非技能偏態型的農業技術進步成為農業發展的唯一技術形態。隨著非農轉移和勞動力數量過剩的消除，技能偏態型技術進步將逐漸取代非技能偏態型技術進步，并成為中國農業技術進步的主要類型，勞動力的技能或人力資本積累亦將取代其他傳統資源成為中國農業發展所依托的關鍵性要素。

三、結 語

在時間軸上，農業投入物質資本的各要素之間存在長期替代趨勢;人力資本提高了資本對土地的替代能力，且它對化肥施用的替代彈性較高，因而其作用不容忽視。引入人力資本前后，中國農業技術的偏向性發生了改變，從土地密集型逐步轉向農業機械動力和化肥的物質資本密集型，而且農業機械動力的技術進步要快于化肥施用的技術進步。非技能偏態型技術進步是與農村勞動力規模龐大且未獲得充分發展的農業成長階段相聯系的一種經濟技術現象。隨著技能偏態型技術進步逐漸取代非技能偏態型技術進步而成為中國農業技術進步的主要類型，勞動力的技能或人力資本積累亦將取代其他傳統資源成為中國農業發展所依托的關鍵性要素。利用工業化、城市化推進的契機，加速農業勞動力轉移和提高農業勞動力人力資本積累率，將是當前和今后一個時期中國農業現代化建設的緊迫任務。

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