基于隨機前沿分析法下我國棉花生產技術效率研究

李 聰，王超杰，王承武

(新疆農業大學 管理學院，新疆 烏魯木齊 830052)

0 引言

中國可植棉區域廣泛，目前棉花單產和總產量均居世界第一位，近十年來，棉花種植面積有所下降，單位面積產量有所提升，棉花總產量呈現逐年下降趨勢。由于進口棉花逐漸占據國內市場，對國產棉沖擊劇烈，中國棉花產業發展形勢嚴峻，同時伴隨農業產業結構調整下供給側結構改革的不斷深入，棉花產業“去產能、去庫存、去杠桿、降成本、補短板”的任務迫在眉睫，因此，清晰把握當前中國棉花生產技術效率狀況，合理協調棉花生產中投入產出關系，彌合棉花生產鏈中生產短板，實現新常態下中國棉花生產技術效率轉型升級，成為棉花領域研究的重要內容。

對于棉花生產效率測算的研究文獻主要分為2個方面。部分學者基于DEA模型下棉花效率的測算展開了研究，如朱燁煒等[1]采用兩階段DEA模型即DEA-Tobit兩步法對山東棉花的生產效率進行了實證測算分析。馬乃毅等[2]運用 New-Cost-DEA 模型對新疆22 個產棉區的成本效率進行了測算，并基于測算結果對各棉花產區的實際成本進行了分解研究。石晶[3]、王力[4]等基于DEA的malmquist指數分析方法，對我國棉花主產區的全要素生產效率進行了測算和分解，發現我國棉花全要素生產率總體呈下降趨勢且區域間差距正逐步縮小；技術效率下降是棉花全要素生產率波動下降趨勢明顯的主導因素。還有部分學者基于SFA模型對棉花效率進行了測算，如田偉等[5-6]利用隨機前沿分析法發現我國主要棉花產區全要素生產率存在明顯差異，其主要原因是各區配置效率的不同；同時認為各個產區棉花技術進步程度、技術效率水平各不相同，具有一定波動。王力等[7]通過非參數 DEA-Malmquist 模型和參數隨機前沿函數模型相結合的方法，對中國棉花全要素生產率進行測算，認為中國棉花全要素生產率整體呈增長趨勢，雖然受技術效率影響大，但技術進步仍是構成棉花TFP 提高的主要動力，新疆棉花最具發展潛力。徐榕陽[8]、夏邵南[9]等基于隨機前沿生產函數分析法和棉花生長指數評價系統，分析了棉農的生產技術效率、江西棉花生產情況，認為棉花種植規模對棉花生產技術效率有影響，棉花生產的適度規模種植能提升其技術效率。

縱觀文獻發現，多數學者對棉花效率的研究多為某個時間段的效率測定或不同區域的效率對比，較少實現對特定時間序列內不同區域下棉花效率的縱深對比研究，本文通過對2001～2016年中國棉花投入產出技術效率測算以及利用我國棉花主產區 2016年的截面數據對各主產省區的生產效率進行聚類分析，并結合2006、2011、2016 年棉花主產區省份生產技術效率的空間分布及演化進行對比研究，旨在全面把握進入21世紀初中國棉花生產技術效率變動狀況、趨勢及棉花主產區不同省份效率演化過程。

1 研究方法及數據來源

1.1 研究方法

本研究選取參數方法下的隨機前沿模型(即SFA方法)對我國棉花生產技術效率進行評價研究，該模型是前沿分析中參數方法的典型代表，即度量多個決策單元不同時期的技術效率，每個決策單元都是多種投入和一種產出。首先，需要指定生產前沿的具體形式，本文采用柯布一道格拉斯生產函數，構建模型如下[10-12]：

lnYit=β0+β1×lnf1it+β2×lnf2it+Vit-Uit

TEit=exp [-Uit]

其中，i=1,…,N,單元數；t=1,…,T，時間數；Yit是第i個單元t年的棉花每667 m2產出；f1it是第i個單元t年的每667 m2家庭用工數；f2it是第i個單元t年的每667 m2物質與服務費用；TEit是指技術效率值；β0是待估系數，β1、β2分別是單位家庭用工數、單位物質與服務費用的待估系數；Vit為隨機干擾項，獨立于技術無效率誤差，服從N(0,σ2)；Uit是技術無效率項，是非負的隨機變量；另外，這里需要引入效率損失函數，其測度模型為：

其中，Mit是指效率損失，其值越小，代表技術效率越高；Xijt是對生產單元i的技術效率具有影響的第j個變量；δj是待估參數，表示變量j對技術效率的影響程度，對技術效率存在正向影響其值取正；反之，則為負；δo為常數項。

1.2 數據來源及描述統計

數據來源當中棉花產出數據主要包括每667 m2主產品產量，投入部分主要涉及每667 m2家庭用工投入、每667 m2物質與服務費用，其中每667 m2家庭用工投入主要包括：每667 m2家庭用工天數、雇工天數；每667 m2物質與服務費用主要包括：(一)直接費用：1、種子費 2、化肥費 3、農家肥費 4、農藥費 5、農膜費 6、租賃作業費、機械作業費、排灌費、畜力費7、燃料動力費8、技術服務費9、工具材料費10、修理維護費11、其他直接費用； (二)間接費用：1、固定資產折舊2、稅金 3、保險費4、管理費5、財務費6、銷售費。研究所需數據主要來源于2001～2017年《全國農產品成本收益資料匯編》、《中國統計年鑒》。關于投入-產出指標數據描述性統計分析情況詳見表1。

表1 投入-產出指標體系

2 實證結果分析

使用FRONT 4.1軟件，通過隨機前沿模型的測算結果，對我國棉花生產技術效率變動情況做以下分析。

2.1 基于時序的我國棉花生產技術效率關系分析

由圖1可以看出：2001～2016年間，我國棉花生產技術效率增長的年份多于下降的年份，增長最為顯著的時段主要集中在2004、2006、2014年，其中2006年生產技術效率達到最高值，主要原因是由于當年在棉花的生長期內，全國大部分棉區氣候條件較好，災害少，特別是棉花吐絮采摘季節大部分棉區氣溫較高，光熱條件好，棉花單產和質量皆為歷史新高；下降最為明顯的年份分別為2003、2010年，其中2003年達到技術效率最低值，主要原因是當年自然災害嚴重且持續時間較長，導致播種期延遲，同時棉花長期處于旱、澇與高濕并存，高溫、低溫和寡照并存的狀態，加上當年棉花枯、黃萎病大暴發,對產量影響極大。

圖1 2001～2016棉花投入、產出及技術效率增長率變化

另外，我國棉花生產當中單位家庭用工投入呈逐年減少趨勢，其中家庭用工投入下降最多的年份是2004年，伴隨棉花人力成本投入的逐年下降，棉花生產中單位物質與服務費用總體呈現逐年增加態勢，其中增長最為顯著的年份為2011年。同時，生產技術效率對棉花產出的影響十分顯著，當棉花生產技術效率下降的年份，棉花產出也隨之減少，當棉花生產技術效率提高的年份，棉花產出也會得到增加，從2003、2004、2006年我國棉花產出與生產技術效率的變化可見一斑。

以上2種投入成本的一增一降，生產技術效率與棉花產出的正態變化，正是我國棉花生產經營方式轉型的縮影，其中，棉花生產當中家庭用工投入的下降首先得益于我國固有人口紅利峰值的出現，導致勞動力價值進一步貶值，而這些廉價勞動力依附于棉花生產的各個環節，無形之中降低了棉花生產的家庭用工投入；同時，國家對棉花產業的重視，科學技術的投入，棉花育種技術創新和新品種研發、生物技術的不斷成熟和研究的深入、基因分離與克隆技術的發展以及棉花生長發育機理的進一步明確，使得我國棉花在品種的遺傳改良，產量、纖維強力和多逆抗性的提高，品種對不同生態環境的適應能力，滿足節水、機械化作業和產品多樣化要求方面取得長足進步，也間接地壓縮了棉花生產所需的人力成本比重。

時至今日，棉花生產經營不再僅僅是一家一戶的小農經濟，單純依賴增加用工投入提高棉花生產收益值的策略，所能發揮的效力十分有限。進入21世紀以來，隨著農業生產經營信息化、現代化的發展，以科學技術為支撐的棉花生產更加傾向于借助追加物質與服務投入實現利潤的提高。可以說科學技術解放了勞動力，降低了勞動力成本，同時，也吸引了更多資本投入到棉花生產的物質與服務環節。

2.2 基于區域比較的我國棉花主產區生產技術效率分析

由圖2可知，按生產技術效率可將12個棉花主產區分為3類：一類地區包括2個省，分別為新疆和甘肅，其中新疆棉花生產技術效率為0.9702，在眾多省份中占據首位，另外，一類地區的平均技術效率值為0.9648，遠高于12個地區的平均技術效率水平0.8516。表明新疆、甘肅在眾多棉花主產省份當中對于棉花生產技術的掌握已處于優良水平。

圖2 聚類樹形圖

二類地區包括6個省份，分別是江西、湖南、河北、湖北、安徽和山東省，其中江西省生產技術效率最高，6省平均技術效率為0.8877，除山東省以外其他5省的生產技術效率均處于平均技術效率以上，表明這些地區對于現代的棉花生產方式已經有所運用，接下來應著力優化棉花生產方式，提高技術效率水平。

三類地區包括4個省份，分別是江蘇、河南、山西和陜西省，4省份平均技術效率為0.7410，遠遠低于12個省平均技術效率水平，表明我國棉花生產技術效率仍然存在地區差異，這些地區缺乏對現有技術的高效利用，棉花生產技術效率潛力有待進一步挖掘。

為了探究一類地區棉花生產技術效率進步的原因，本文進一步對新疆棉花生產情況進行分析，新疆棉花單產從2006年的107.80 kg/666.7m2提高到2016年的120.31 kg/666.7m2，產出增長率高達11.60%，為各省之最；高產出的背后，伴隨新疆棉花家庭用工人數投入的急劇減少，物質和服務費用的增長表明新疆棉花高生產技術效率來自于棉花生產投入結構的轉化升級。同樣不可忽視的是作為中國最大的棉花生產省區，其種植面積和總產長年位居全國第一，規模化、機械化水平不斷進步，加上豐富的水土光熱資源，適宜種植的棉花品種多樣，產出原棉品級高、色澤好、纖維長，皆是成就新疆棉花高生產技術效率的重要因素。

2.3 2006、2011、2016年棉花主產區生產技術效率演進分析

由圖3可見，我國棉花生產技術效率演進過程總體呈西部地區逐步增強，長江流域、黃河流域緩慢減弱，并由東中部省份向西部省份過渡的趨勢。

在12個棉花主產區中，生產技術效率處于上升的省份分別是西北地區的甘肅省、黃河流域的山西省以及長江流域的安徽省，其中甘肅省由2006年技術效率位列全國第5上升至2016年的全國第2，增長幅度最為明顯。主要原因是近年來，甘肅省針對本省棉花生產當中機械化水平低、種植規模有限、基礎設施不健全、主體品種定位不明確等制約因素，積極探索、借鑒其他省份有益經驗，結合本地區棉花生產機械化程度低的短板，通過改良棉花種植模式，借助科技創新以及相關鼓勵措施，彌合河西走廊棉花生產缺陷，從而實現了本地區棉花生產技術效率的提升，使得西北內陸優質棉生產基地的地位得到不斷鞏固。

圖3 2006、2011、2016年棉花主產區生產技術效率演進

生產技術效率處于下降的省份包括4個，分別是湖南、江西、湖北以及江蘇省，其中下降最為顯著的是湖南、湖北2省，分別由2006年第2、第4位降至2016年第7、第9位。主要原因可歸納為該區域棉花種植面積持續縮減，小田模式、精耕細作下的棉花種植缺乏足夠勞動力予以耕作，由于地形限制，機采棉品種單一，棉花生產機械化落實難度大，加之植棉生產成本增加，生產技術革新緩慢導致棉花生產綜合效益低，對區域生產技術效率的提升產生了一定阻礙。

生產技術效率處于波動的省份分別是山東、河南、河北以及陜西省，技術效率最為穩定的是新疆，歷年均位于全國前3。究其原因主要是新疆在自然條件方面具備棉花生長所需的豐富的光熱水土資源，棉花生產管理的規模化、集中化、產業化模式，生產基礎設施的改進及先進技術的采用，使得每667 m2棉花用工人數減少，進而為植棉機械化鋪平了道路，另外，該區重視發展棉花科技，為棉花生產提供技術支撐，通過不斷引入植棉新技術，開發應用棉花新品種，實現棉花生產技術創新，同時，作為我國唯一原棉外調省份，國家的優惠政策和資金支持也為棉花生產技術效率的提升注入了更足動力。

3 結論與建議

3.1 結論

(1)2001～2016年間，我國棉花生產技術效率增長年份多于下降年份，生產技術效率總體呈波動上升趨勢，其中波動較小，上升趨勢明顯。我國棉花生產技術效率演進過程總體呈西部地區逐步增強，長江流域、黃河流域緩慢減弱，并由東中部省份向西部省份過渡的特點。

(2)依據我國棉花主產區投入產出面板數據所得生產技術效率值，可把12個棉花主產省份劃分為3類，一類地區主要包括新疆、甘肅2省，對于棉花生產技術的掌握已處于優良水平；二類地區分別是江西、湖南、河北、湖北、安徽和山東省，應進一步優化棉花生產方式，提高技術效率；三類地區包括江蘇、河南、山西以及陜西省，缺乏對現有技術的高效利用，棉花生產技術效率潛力有待進一步挖掘。

3.2 建議

依據上述我國生產技術效率分析結果，提出具體措施以提高我國棉花生產技術效率，優化不同主產區棉花布局，適應“以新疆為重點，黃河流域、長江流域主產區為補充”的國家棉花戰略部署。

(1)遵照國家戰略部署，夯實棉花生產根基。嚴守棉花生產保護區233.33萬hm2耕作紅線，著力建設新疆在我國棉花生產中的重要戰略地位，積極引導發揮黃河流域、長江流域棉花主產區省份的補充作用，盡快實現我國棉花生產向生產潛力大、競爭優勢強、生態條件更適宜的區域集中。

(2)清晰定位區域特征，補齊省域棉花生產短板。根據可植棉省區不同區域區情，準確定位區域特征，針對區域特色，因地制宜，積極學習借鑒其他省區有益經驗，對于本區棉花生產短板，制定成長計劃，實現精準定位，及時補漏。

(3)提高機械化程度，加強科技創新投入。機械化是棉花生產效率提高的關鍵抓手，增強棉花生產機械化程度，有助于棉花生產效率的進步。科學技術就是生產力，發揮科學技術在棉花育種改良、土壤肥料研發、生產流通等環節的杠桿作用，利用科技創新為棉花生產提供基礎支撐。

(4)增強防災減災能力，降低災害損失。我國國土面積遼闊，自然災害頻繁，每年因自然災害對棉花生產造成的經濟損失不可小覷，要進一步增強應對自然災害的能力，盡可能降低棉農種植風險。