人工成本約束下蘋果生產環節資本替代勞動的潛力研究

張旭青，杜麗永，朱啟榮

（1. 淮陰師范學院經濟與管理學院，江蘇 淮安 223001；2. 山東財經大學國際經貿學院，山東 濟南 250014）

中國是蘋果生產和出口大國，蘋果產量約占世界50%以上[1]。蘋果種植已成為蘋果主產區農戶的重要收入來源。然而，隨著農村青壯年勞動力的大量外流，進城農民工收入不斷增加，農業勞動力成本也隨之大幅上漲。作為一種勞動密集型農產品，勞動力成本上升逐漸成為制約中國蘋果產業可持續發展的不利因素。統計數據表明，2017年人工成本已經占到蘋果生產成本的68.12%（根據《全國農產品成本收益資料匯編》數據計算）。人工成本的上升抑制了蘋果生產者的利潤空間，打擊了種植積極性，也降低了中國蘋果產業的國際競爭力。因此，如何控制人工成本過快增長，已成為蘋果產業發展亟待解決的問題。

人工成本取決于勞動力價格和投入的勞動力數量。受人們收入不斷上升和工資剛性的影響，勞動力價格上升基本不可逆轉，因而降低蘋果生產人工成本的關鍵在于減少勞動投入量，包括家庭用工投入和雇工投入。從國內外經驗來看，削減農業生產勞動投入主要依靠提升農業機械化作業水平。那么，中國蘋果生產是否可以像糧食生產那樣依靠機械來替代勞動？事實上，機械作業費只是物質資本投入的一種類型，代表的是機械化技術。蘋果生產除了機械投入，還有肥料、農藥和品種改良等其他物質，這些其他物質投入代表的是化學和生物技術。那么，蘋果生產中代表生化技術的其他物質投入是否也可以發揮替代勞動的作用？進一步講，代表不同技術類型的機械和其他物質投入對家庭用工和雇工是否具有相同的替代能力？只有厘清上述問題，才能充分發揮資本替代勞動的潛力，找到減少蘋果生產勞動投入的切實路徑，真正推進中國蘋果產業供給側改革，降低生產成本，促進產業健康發展。

要素替代最早可以追溯至Hicks[2]指出的“要素相對價格的變化會誘致要素使用偏向”。但是，真正將誘致性創新納入農業技術進步與要素替代研究，則是1970年代以后。Hayami和Ruttan[3]提出，農業技術創新方向是按照市場價格信號，促進豐裕要素替代稀缺要素，日本由于人多地少，技術創新主要是以生化投入替代土地，美國由于地廣人少，技術創新則主要是以機械替代勞動力。Binswanger[4]利用美國農業數據，衡量多生產要素下要素替代關系，測算出美國農業中機械與勞動力之間的替代彈性約為0.85。之后一些研究者將研究范圍擴及其他國家，例如加拿大農業[5]、非洲農業[6]、中國農業[7-8]等。這些研究結果亦支持誘致性技術創新理論，但是要素類型則各有差異。

進入21世紀，伴隨中國勞動力價格持續上升，農業生產中機械替代勞動問題也引起國內學者的廣泛關注，相關的研究成果不斷涌現，主要表現在三個方面：一是研究對象從以糧食作物為主逐漸擴展到多種經濟作物。現有研究既有關注糧食總體[9]，也有針對單個糧食品種，如小麥[10]和玉米[11]。部分學者也嘗試分析經濟作物，如油菜[12]、柑橘[13]和蘋果[14]。這些研究認為，農業生產中機械對勞動產生了較為明顯的替代效應。二是研究方法和數據來源多樣化。現有研究建模的方法包括不變替代彈性生產函數[15]、可變替代彈性生產函數[16]、超越對數生產函數[17]、超越對數成本函數[18]和隨機前沿生產函數[19]等。基于不同的函數，產生了多種彈性計算公式，閔師等[20]認為，Morishima 替代彈性比直接替代彈性與 Allen 替代彈性好。不同的替代彈性估計方法對變量和數據要求不同。常見的數據來源包括各省統計年鑒數據、全國農產品成本收益資料匯編數據、農村固定觀測點數據和其他農戶微觀調查數據，其中以全國農產品成本收益資料匯編數據使用較多。三是研究視角日趨多元化，研究中納入了地形和人力資本等因素。例如，李志俊[21]引入人力資本，發現人力資本影響了農業生產要素替代能力。鄭旭媛和徐志剛[22]指出，地形地貌決定機械—勞動替代難度，影響農戶利用機械替代勞動和農業機械化進程。

現有文獻對農業生產中機械替代勞動的研究較為充分，但仍有待完善：一是對勞動密集型農產品如蘋果的研究相對較少。通過作者實地調查，由于產品屬性和外部種植條件不同，針對糧食作物得出的通過機械化替代勞動力的研究結論不宜直接套用于蘋果上，因為代表生化技術的化學產品、品種改良等其他物質投入在蘋果生產中也發揮了替代勞動的作用；二是現有研究都籠統地將家庭用工與雇工視為同質勞動力進行分析，這一假設對于糧食作物是適合的，因為糧食生產中雇工占勞動投入的比重比較低，但是對雇工占比已達30%左右的蘋果而言是不恰當的；三是鮮有研究涉及代表不同技術類型的物質資本與異質性勞動替代/互補關系的分析，不同資本與家庭用工和雇工是替代抑或是互補關系尚未明確，而忽視上述變化和關系，可能導致節約蘋果生產勞動力投入的相關政策建議缺乏針對性，不能有效地挖掘蘋果生產中資本替代勞動的潛力。

鑒于此，本文以蘋果生產環節為例，利用全國和7個蘋果主產省份面板數據，將資本區分為代表不同技術類型的機械和其他物質，勞動區分為兩種異質性勞動投入家庭用工和雇工，采用超越對數生產函數法，分析了1998—2017年蘋果生產用工出現的結構性變化及其成因，分別測算了機械和其他物質與家庭勞動和雇工的替代彈性，以期為政府制定相關政策、引導蘋果產業健康發展提供科學依據。

1 研究方法

1.1 變量選取和說明

衡量資本與勞動替代關系的關鍵指標——資本—勞動替代彈性在經濟理論分析和政策制定中具有重要意義。與晏百榮等[14]、霍學喜和侯建昀[23]、楊浩然和劉悅[24]研究不同，本研究將蘋果生產中勞動投入區分為家庭用工和雇工2種要素類型，即將蘋果生產的全部投入要素類型分為家庭用工、雇工、機械和包括化肥在內的其他物質，共計4種類型生產要素。勞動投入進一步區分為家庭用工和雇工，主要是基于如下考慮：第一，雇工與家庭用工存在明顯的外在差異，家庭用工來自生產者及其家庭成員，雇工來自農戶家庭外部的勞動力市場，兩者在年齡、性別結構上不同，王顏齊等[25]指出雇工中年齡偏大的女性和男性勞動力占據多數；第二，更為重要的是，陳錫文[26]、羅必良[27]和韓朝華[28]指出，雇工在責任心和剩余索取權方面與家庭用工有著顯然的內在差別，這也導致了農業生產雇傭勞動監督難的問題。因此，本研究將雇工和家庭用工視為異質性勞動投入要素，在此基礎上，分別定量測算機械與家庭用工和雇工、其他物質與家庭用工和雇工、雇工與家庭用工之間的替代彈性。而如果不加區分籠統地測算資本與勞動替代彈性，顯然在理論和政策上將缺少細化和針對性。

1.2 數據來源

本研究所使用的數據主要來源于國家發展和改革委員會價格司編撰的《全國農產品成本收益資料匯編》（1999—2018）所記錄的蘋果數據資料。由于《全國農產品成本收益資料匯編》自從1998年以后才有雇工方面的信息，因而樣本期間選擇1998—2017年，共計20年。為了構建完整的面板數據，樣本省份只選擇數據較為齊全的省份，包括陜西、山東、河南、山西、河北、甘肅和遼寧等7個省份。這7個省份分布于黃土高原和渤海灣兩大蘋果種植優勢產區，是中國最主要的蘋果供應地，蘋果產量占中國蘋果總產量的比例超過90%。家庭用工投入、雇工投入、機械投入和其他物質投入分別用家庭用工天數、雇工天數、機械作業費和其他物質與服務費用來衡量，蘋果產出用主產品產量來衡量。其中，1998—2003年家庭用工天數等于用工數量減去雇工天數計算得到，2004—2017年家庭用工天數來自資料匯編的直接記載；其他物質與服務費用等于物質與服務費用減去機械作業費，由于2004年成本調查核算指標作了重大調整，2004版的物質與服務費用=1998版的物質費用+期間費用+稅金-土地承包費，因而按照上述公式重新計算得到1998—2003年的物質與服務費用；山東省缺失2002年的數據，采用插入法處理。

為了避免物價因素影響，利用《中國統計年鑒》公布的農業生產資料價格指數對機械作業費和其他物質與服務費用進行折算，統一換算成1998年的不變價格。變量的描述性統計見表1。

表1 變量描述性統計Table 1 Descriptive statistics of variables

1.3 模型設定

要素替代彈性的測算前提是選擇合適的函數形式。考慮到變量數據的可得性，本研究選擇構建超越對數生產函數為：

式中：i代表省份，t代表年份，因變量Yit代表第i省第t年蘋果產出，Mit、Fit、Hit和Oit分別表示機械投入、家庭用工投入、雇工投入和其他物質投入。μi為個體效應，表示不隨時間變化的省份個體異質性；Φt為年份效應，用以控制各省共同面臨的外來沖擊；εit為擾動項。

面板數據可以使用混合OLS、固定效應或隨機效應模型進行估計。面板數據的F檢驗、LM檢驗和Hausman檢驗先后拒絕“不存在個體效應”和“個體隨機”2個假設，說明應選擇個體固定效應模型。所有年度虛擬變量的聯合顯著性檢驗拒絕“無時間效應”的原假設，說明應在模型中包括時間效應。因此，本研究估計雙向固定效應。考慮到本研究面板數據具有“大T、小N”特點，對擾動項εit可能存在的組間異方差、組內自相關或組間同期相關進行檢驗，發現存在組間異方差和組內自相關。因此，參照陳強[29]的研究，采用FGLS估計，對固定效應模型的組間異方差和組內自相關進行修正。

由式（1）可得各投入要素的產出彈性，以家庭用工為例，家庭用工產出彈性為：

借鑒王歐等[17]、郝楓[30]和孔祥智等[31]基于超越對數生產函數推導出來的Hicks替代彈性公式，要素A—要素B替代彈性為：

式中：A、B代指家庭用工投入、雇工投入、機械投入和其他物質投入中任意兩個要素。替代彈性σAB>0，則要素之間為替代關系；σAB<0，則要素之間為互補關系。σAB絕對值越大，兩種要素之間的替代或互補關系就越強。

2 結果與分析

2.1 近20年來蘋果生產用工變化分析

過去二十年，蘋果生產的勞動投入呈現波動式下降趨勢。用工數量從1998年的730.50工日/hm2減少至2017年的532.20工日/hm2，減少了198.30工日/hm2，降幅達到27.15%（圖1）。這與胡瑞法和黃季焜[32]所觀察到的“1980—1997年期間農民對蘋果生產的勞動投入基本保持不變”存在明顯區別。從成本看，人工成本在蘋果生產成本中所占比重越來越高。1998—2017年蘋果生產的人工成本從7 020.00元/hm2增加至46 664.40元/hm2，人工成本占生產成本比重從1998年的53.10%上升至2017年的68.12%。

圖1 1998—2017年中國蘋果生產用工數量和結構Fig. 1 Number and structure of apple production labors in China from 1998 to 2017

相對要素價格變化誘致資本替代勞動是導致蘋果生產用工數量減少的重要原因。根據Hayami和Ruttan[3]誘致性技術創新理論，要素投入變化受生產要素價格變化影響，相對便宜和豐裕的要素會替代相對昂貴和稀缺的要素。本研究利用農業雇工工價衡量農業勞動力價格，利率衡量資本價格，雇工工價與年利率的比率估算勞動與資本的相對價格。1998年以來，農業雇工工價不斷上升，從13.99元/工日增加到2017年的99.29元/工日。年加權平均利率則從1998年的5.03%逐漸降至2017年的1.50%。因而勞動與資本的相對價格呈現上升趨勢。勞動與資本相對要素價格上升導致蘋果生產中資本逐漸替代勞動，包括化肥、農藥和機械等在內的一系列物質資本投入替代勞動投入。按1998不變價格計算，1998—2017年蘋果物質與服務費用從8 525.40元/hm2增加至12 071.40元/hm2，增長41.59%。

伴隨數量變化的同時，蘋果生產用工結構也發生了顯著的變化。蘋果生產者在減少家庭用工投入的同時增加雇工投入。1998—2017年家庭用工天數從709.50工日/hm2減少至381.90工日/hm2，下降46.17%。相反，雇工天數從1998年的21.00工日/hm2增至2017年的150.30工日/hm2，增長7.16倍。這導致蘋果用工中雇工在勞動投入中占比從1998年的2.87%大幅上升至2017年的28.24%，而家庭用工占比由97.13%降至71.76%。在人工成本構成中，雇工費用的影響也相應地增加。1998年蘋果雇工費用僅為300.09元/hm2，2017年已經攀升至14 923.50元/hm2，增加49.73倍。雇工費用占人工成本比重從1998年的4.27%增加至31.98%。

用工結構之所以發生上述變化，與果農以家庭為單位進行聯合勞動供給決策和蘋果生產具有季節性密切相關。由于1990年代以后農村外出務工機會逐漸增加，城市非農就業工資收入比經營農業和蘋果更高更穩定，因而果農更愿意把家庭一部分勞動力配置到非農就業上，從而帶來更好的家庭收入。并且，家庭成員外出打工也有利于分散果農家庭經濟風險。蘋果生產風險較大，有“大小年”之說，一旦花期出現霜凍，導致花落不結果，因此受災，可能顆粒無收。因而，果農的子女普遍外出打工，往往只是留守農村的中老年人負責管理果樹。在果農生產繁忙時節，如果讓在外打工的子女回家幫忙，往返交通費用、誤工費用和失業風險使得增加家庭用工的機會成本遠高于果農支付給雇工的工錢代價。總之，果農以家庭為單位來配置勞動時間，通過對家庭成員丈夫、妻子和能夠工作的孩子進行一定程度的專業化分工和使用雇工，可以提升整個家庭的總效用。另一方面，水果生產具有季節性特征，某些時令節點上需要短時間集中勞動，例如蘋果的授粉只有2～3天，時間上不能等。果農對勞動力的短期需求超出家庭自身所能提供的勞動力，因而不得不通過短期雇工以滿足勞動力需求，否則就無法保證農活按時完成，尤其是那些規模化和專業化經營的果園。

2.2 要素產出彈性分析

借助Stata14.0軟件，采用更為全面的FGLS估計，獲得模型估計結果（表2）。作為比較，表2還給出了混合OLS、隨機效應和固定效應的估計結果。雖然4種投入要素變量系數未達到顯著水平，但是對FGLS估計結果進行交互項和二次項的聯合顯著性檢驗，結果在1%顯著性水平上拒絕了“二次項和交互項系數全為零”的原假設，因而支持超越對數生產函數的設定。FGLS估計得到的參數代入公式（2）和公式（3）等，可以測算出要素投入的產出彈性和要素之間的替代彈性。

表2 模型估計結果Table 2 Model estimation results

產出彈性測算結果顯示，蘋果生產中機械、家庭用工、雇工和其他物質的平均產出彈性依次為-0.02、0.32、0.09和0.32（表3）。這說明，在蘋果生產中，家庭用工和其他物質是最為重要的兩種投入要素，對蘋果增產具有重要意義；雇工對產出的貢獻排在第三位，對蘋果增長起到一定作用；機械的產出彈性為負，說明機械尚不是促進蘋果增產的重要要素投入。

表3 生產要素的產出彈性均值Table 3 Output elasticity means of the production factors

從時間維度看，4種類型要素對蘋果增產的貢獻具有不同的變化趨勢（圖2）。其他物質投入對蘋果增產的貢獻呈逐漸上升趨勢，并在2010年以后成為第一大影響因素，家庭用工對蘋果增產的貢獻逐漸退居第二位，雇工對蘋果增產的貢獻有下降趨勢，機械對蘋果增產長期以來沒有起作用。蘋果增產越來越依賴于增加其他物質的投入，這與中國蘋果種植分散經營的小農模式不無關系。蘋果戶的種植面積普遍偏小，并且地塊分散[33]。由于購置機械過于昂貴，對果農來講，促進蘋果增產的理性選擇是增加他們能夠負擔得起的化肥、農家肥和農藥等其他物質投入。雖然在過去20年中雇工投入有所增長，但是雇工對產出的貢獻呈下降趨勢，家庭用工仍然是蘋果生產勞動力投入的主體。這可能與雇工難、雇工貴等問題有關，其實質是農村勞動力大量外流所導致的季節性勞動力供給相對短缺。機械投入對產出增長不起作用，產出彈性為負數，主要原因可能在于蘋果生產中其他物質投入很大程度上替代了機械投入，物質資本投入中機械所占比例很少，如2017年機械作業費只占物質生產費用的4.27%。

圖2 1998—2017年要素投入產出彈性Fig. 2 Output elasticity of factor input from 1998 to 2017

2.3 要素替代彈性分析

替代彈性結果顯示，機械—家庭用工、機械—雇工、其他物質—家庭用工、其他物質—雇工、雇工—家庭用工、其他物質—機械的平均替代彈性分別為0.81、0.26、-0.51、0.54、0.35和1.28（表4）。這說明，蘋果生產4種投入要素中機械與家庭用工、機械與雇工、其他物質與雇工、雇工與家庭用工、其他物質與機械彼此之間總體上都是替代關系，其他物質與家庭用工總體上是互補關系。因為本研究著重探討的是蘋果產業中代表不同技術類型的資本投入替代勞動投入的潛力，所以接下來重點討論機械和其他物質分別與家庭用工和雇工的關系。

表4 生產要素的替代彈性均值Table 4 Substitution elasticity means of production factors

機械與家庭用工長期保持替代關系，機械與雇工多數年份是互補關系但近年來由互補關系向替代關系轉變。機械—家庭用工的替代彈性值顯示，2000年以來機械—家庭用工的替代彈性值始終大于0（圖3），說明蘋果生產中機械與家庭用工已經形成較為穩定的替代關系。這與姜百榮等[14]的研究結論基本一致。另一方面，機械—雇工在2014年以前大多數年份中是互補關系，2014年以后機械—雇工由互補關系開始向替代關系轉變，但替代關系較弱。盡管近年來蘋果生產中機械—家庭用工、機械—雇工均表現出替代關系，但是與王歐等[17]采用相同方法測算的小麥和稻谷生產中機械—勞動力替代彈性值1.57和2.46相比，蘋果生產中機械與家庭用工和雇工的替代彈性僅有0.81和0.26，顯然要小得多。蘋果生產中機械替代勞動效應較弱，主要源于客觀上果樹不具有空間位置的整齊劃一性，使得蘋果生產的關鍵環節（疏花疏果、套袋摘袋、采摘等）不易實現機械化操作，不得不靠人工。

其他物質投入與家庭用工的關系始終是互補關系，其他物質投入與雇工的關系則保持替代關系，但是近年來其他物質—家庭用工和其他物質—雇工的替代彈性存在逐漸下降的趨勢（圖3）。由于化肥、農家肥、農藥和工具材料的使用需要勞動力投入，而且主要依靠家庭用工投入完成，因而化肥農藥等其他物質和家庭用工具有一定的互補關系。另外，隨著雇工價格不斷上升，蘋果生產越來越趨向資本密集型，生產者具有通過化肥等其他物質投入來減少雇工成本的動機，因而使得其他物質和雇工之間呈現出替代關系。上述發現與姜百榮等[14]的研究結論既有相似又有區別，他們認為，蘋果生產中化肥和勞動具有顯著的替代關系。而本研究認為，化肥和勞動的關系因蘋果生產中勞動力投入構成而異，就化肥與家庭用工而言，它們是互補關系，而化肥與雇工則是替代關系。

圖3 1998—2017年要素替代彈性Fig. 3 Substitution elasticities of factors from 1998 to 2017

3 結論與建議

3.1 結論

研究表明，1998—2017年人工成本在蘋果生產成本中的占比從53.10%上升至68.12%，蘋果生產人工成本過高問題凸顯；過去20年里，蘋果生產中物質與服務費用增加41.59%，用工下降27.15%，與此同時生產用工結構發生顯著轉變，家庭用工下降46.17%，雇工天數激增715.71%，雇工費用已占人工成本31.98%；其他物質投入和家庭用工投入的產出彈性均為0.32，是影響蘋果增產的主要因素。

考察蘋果生產中代表不同技術類型的物質資本替代異質性勞動的關系發現，機械與家庭用工和雇工均呈現替代關系，但替代效應不如糧食作物，因此蘋果生產很難達到糧食作物那么高的機械化作業水平。其他物質投入與家庭用工是互補關系，與雇工則是替代關系，說明其他物質投入能夠發揮替代雇工這部分勞動投入的作用。不僅如此，其他物質投入與雇工的替代彈性值是機械與雇工替代彈性值的2倍多，這意味著在未來的蘋果生產中，若要抑制雇工成本過快上升，增加其他物質投入是比增加機械投入更有效的方法。上述結論不同于過往研究中強調通過機械化替代勞動力的籠統結論和泛化提法，對設計相關政策具有一定的啟示意義。

3.2 建議

1）隨著工業化和城鎮化的深入，未來農業青壯年勞動力仍將不斷外流，蘋果產業發展面臨著人工成本不斷攀升的長期趨勢。因而推進蘋果產業供給側改革的重點是降低人工成本。降低蘋果生產人工成本旨在減少生產用工，因而必須進一步挖掘不同種類資本替代異質性勞動的潛力。

2）短期來看，抑制雇工成本過快增長，首選是通過增加其他物質投入即化學和生物技術來推廣現代蘋果省力化栽培模式。例如，通過噴灑化學疏花疏果劑替代人工疏果；采用免套袋栽培技術替代蘋果套袋技術；推動防治病蟲害與疏花疏果、免套袋技術集成；優化果樹品種，探索寬行矮化密植等。

3）長期來看，進一步替代勞動，需要增加與上述省力化栽培模式相配合的機械投入，逐步提升蘋果生產作業的機械化技術水平。因此，政府需對果農提供相關政策支持，如農機購置補貼進一步兼顧林果業所需機械，激勵果農購置果園農機具。同時，鼓勵土地流轉，促進規模化種植經營，為未來采取機械化、智能化果園管理創造條件。