河北省市域蔬菜生產效率及時空差異分析

馬如霞，劉嬌，勾倩，王彪，陳新政，崔永福*，張新仕

（1.河北農業大學，河北 保定 071000；2.河北省農林科學院農業信息與經濟研究所，河北 石家莊 050051）

河北省蔬菜產量穩居我國第2 位。自2014 年習近平總書記提出京津冀協同發展戰略思想，河北省蔬菜產業迎來發展新機遇。隨著人民生活水平的不斷提高，對農產品質量與安全提出更好的要求，如何減少農業污染、提升農產品質量安全、促進農業可持續發展成為河北省亟待解決的問題。國內學者基于省域尺度分別采用DEA-BBC 模型、超變密度、Dagum 基尼系數、動態SAR 模型等對蔬菜生產效率、區域蔬菜投入產出、蔬菜生產的區域變遷與比較優勢等方面進行了深入研究[1～8]，但關于市域的蔬菜全要素生產率與綠色全要素生產率研究較少?；诖耍院颖笔〉氖杏蚴卟松a為研究對象，運用非徑向非角度、基于松弛的（slacks-based measures，SBM）方向性距離函數和全局參比曼奎斯特盧恩伯格（Global Malmquist-Luenberger，GML）生產率指數測算2007～2018 年河北省蔬菜全要素生產率、綠色全要素生產率，采用空間自相關、局部相關分析法對河北省地市域蔬菜全要素生產率、綠色全要素生產率進行全局和局部空間特征分析，旨在為河北省市域蔬菜生產與發展提供理論依據。

1 數據來源

蔬菜投入、產出指標數據來源于《河北農村統計年鑒》 （2009～2019 年）[11～21]，具體指標包括蔬菜種植面積、從業人員投入量、化肥施用量、農藥施用量、農膜使用量、有效灌溉面積、機械總動力、總產量等。

2 研究方法

2.1 選取指標

投入指標包括耕地面積（hm2）、勞動力數量（人）、農藥施用量（t）、化肥施用量（t）、農膜使用量（t）、機械總動力（kW）、有效灌溉面積（hm）2，產出指標包括總產量（t） （表1）。根據發展特點和階段特征，劃分為2007～2010 年、2011～2013 年、2014～2016年、2017～2018 年 4 個發展階段。

表1 河北省蔬菜投入和產出指標Table 1 Input and output indicators of vegetables in Hebei Province

2.2 概念定義和研究方法

全要素生產率是指生產活動在一定時間內的效率，是衡量單位投入產出生產率指標?？梢杂肕almquist 指數反映，分解為技術效率指數（EC）和技術進步指數（TC）；基于非徑向非角度的SBM 方向性距離函數和GML 生產率指數，構建蔬菜綠色全要素生產率指數（GTFP），包括綠色技術進步指數（GTC），綠色技術效率指數（GEC）。采用空間自相關、局部相關方法分析河北省地市域蔬菜TFP、GTFP的空間特征。

2.2.1 非徑向非角度SBM 方向性距離函數和GML 生產率指數 假設有K 個測算單元，每個測算單元在t 期使用n 種要素投入（xt∈R+N），同時可產出m 種期望產出品（yt∈R+N）和非期望產出碳排放（b），則從t～t+1 期產出的距離函數構建Malmquist 生產率指數，在t 期的產出距離函數如公式（1）所示。定義MCCDt和MCCDt+1的幾何平均值是全要素Malmquist 生產率指數，用M（xt+1，yt+1，xt，yt）表示。MCCDt、MCCDt+1分別表示在一定技術條件下t 期、t+1 期Malmquist 生產率指數，如公式（2）所示。利用公式（2），將公式（1）可以改寫為公式（3）。若TFP=1，表明從t 期到t+1 期全要素生產率增長率不變；TFP＜1，表明從t期到t+1 期全要素生產率增長率降低；TFP＞1，表明從t 期到t+1 期全要素生產率增長率提高。EC 與TC亦同。

其中，Dt：t 時期的產出距離函數；θ為標量；xt∈R+N：t 期的投入向量；yt∈R+N：t 期的產出向量；It是生產可能性集合，包含在一定的技術條件下，投入xt所能夠生產的全部產出向量，即It＝｛（xt，yt，bt）：xt可以產生（yt，bt）｝，其中，每一個給定的投入的最大產出子集被稱為最大前沿面。

基于非徑向非角度的SBM 方向性距離函數和GML 生產率指數，構建農業綠色全要素生產率增長率（GTFP） 指數。當 GTFP＞1，表明 t～t+1 期 GTFP 提高，反之降低。GTC 和GEC 宜同。

通過考察GTC 可以反映綠色技術進步與要素稟賦耦合的程度。為此，在不變規模報酬假設（CRS）下，進一步將GTC 分解為綠色投入偏向型技術進步指數（GIBTC）與綠色中性技術進步指數（GMATC），結合產出變量僅為1 個，即GOBTC=1，公式（7）轉化為公式 （8）。根據公式 （5） ～（8），得到公式 （9） ～（10）。若 GIBTC＞1，表示 GIBTC 有利于改善 GTFP；若GIBTC＜1，表示GIBTC 不利于改善GTFP。GMATC宜同。且該原理同樣適用投入偏向性技術進步指數（IBTC）和中性技術進步指數（MATC）。

2.2.2 空間自相關分析 利用Moran’I 指數分析河北省各指標全局、局部空間分布。

2.2.2.1 全局空間自相關分析。全局空間自相關分析是指測度某一屬性值在整個空間上是否存在空間相關。I全局如模型 （11） 所示。ITFP或 I全∈ ［-1，1］，I=0，表明各指標趨于隨機分布狀態；I全∈［-1，0），表明各指標存在空間負相關性特征，I 值越靠近-1，說明負空間自相關性極強；I全∈（0，1］，表明各指標存在空間正相關性特征，I 值越靠近1，說明正空間自相關性極強。

式中，n 為市域數量；Xi和Xj分別是i 市和j 市蔬菜全要素生產率增長率；為樣本均值；為樣本方差；Wij為二進制鄰接空間權重矩陣。

2.2.2.2 局部空間自相關分析。局域空間自相關指標LISA （Local indicators of spatial association） 用于反映1 個區域單元上的某種屬性值與鄰近單元上某一屬性值的相關程度。I局如模型（12）所示。模型（13）是（12）的展開式，由于S2＞正值，因此I局的值取決于后面的算式。反映了出第i 個地區的TFP、GTFP 指標情況；反映第i 個地區的周邊地區與整個區域之間TFP、GTFP 指標情況 （表 2）。

表2 各地區之間TFP 相關性的判別標準Table 2 Discriminant criteria of TFP correlation among regions

2.2.3 可視化分析 利用Geoda 軟件、采用四等分法對2007～2018 年河北省蔬菜產業TFP、GTFP 指數進行可視化分析。

3 結果與分析

3.1 河北省蔬菜生產全要素生產率指數變化

3.1.1 全省蔬菜生產全要素生產率指數變化 2007～2018 年河北省TFP、TC、EC 年均增長率分別為0.87%、0.95%和-0.09%；GTFP、GTC 和 GEC 年均增長率分別為0.66%、0.91%和0.02%。11 個地市中，石家莊市和唐山市TFP 為負增長，其他地區均為正增長；承德市、石家莊市、唐山市、邢臺市GTFP 為負增長，其他地區均為正增長（表3）。

3.1.2 各地區蔬菜生產全要素生產率指標變化 各地區不同時期的GTFP、TFP 變化趨勢差異較大。

3.1.2.1 GTFP 變化趨勢分析。保定市、滄州市、衡水市GTFP 呈現“N”形（即：先增長后降低再增長），石家莊市、張家口市呈現“И”形（即：先降低后增長再降低），承德市、邢臺市呈現“U”形，（即：先降低再增長），秦皇島市呈現“/”形（即：持續增長）。將GTFP 指標進行分解分析發現，滄州市GEC增長最快，年均增長3.95%，衡水市降低最快，年均增長為-5.36%；衡水市GTC 增長最快，年均增長7.73%，邢臺市降低最快，年均降低4.32%。

3.1.2.2 TFP 變化趨勢分析。衡水市、廊坊市和唐山市TFP 呈現“∩”形，張家口市、石家莊市呈現“И”形，其他地區呈現“N”形。將TFP 指標進行分解分析發現，承德市EC 增長最快，年均增長4.97%，衡水市降低最快，年均降低8.49%，廊坊市TC 增長最快，年均增長3.19%，唐山市TC 降低最快，年均降低 4.32% （表 3）。

表3 2007～2018 年河北省蔬菜全要素生產率增長率、綠色全要素生產率增長率Table 3 Growth rates of vegetable total factor productivity index，green total factor productivity in Hebei Province from 2007 to 2018

續表3

3.2 投入偏向型技術進步指數變化

2007 ～2018 年 河 北 省 GIBTC、 IBTC 分 別 為9.66%、10.13%，且除秦皇島市，其他地區均＞1，表明投入偏向型技術進步對河北蔬菜全要素生產率的增長具有積極促進作用（表4）。

3.3 中性技術進步指數分析

2007 ～2018 年 河 北 省 GMATC、 MATC 分 別 為9.44%、8.69%，且除秦皇島市，其他地區均＜1，表明各地區應加強中性技術的投入力度（表4）。

表4 2007～2018 年河北省蔬菜綠色投入偏向型技術進步、綠色中性技術進步指數和投入偏向型技術進步、中性技術進步指數Table 4 GIBTC，GMATC，IBTC and MATC of vegetables in Hebei Province from 2007 to 2018

3.4 空間分布特征

根據各地區GTFP、TFP 指標值，運用Geoda 軟件進行空間可視化分析結果顯示，2007～2018 年GTFP高值區變化路徑為冀東南地區—冀中地區—冀北地區（圖1），TFP高值區范圍逐漸縮小，主要集中在冀南地區（圖2）。

圖1 2007～2018 年河北省蔬菜GTFP 空間分布Fig. 1 Spatial distribution of vegetable green total factor productivity growth index in Hebei Province from 2007 to 2018

圖2 2007～2018 年河北省蔬菜TFP 空間分布Fig.2 Spatial distribution of vegetable TFP in Hebei Province from 2007 to 2018

3.5 全局空間相關性分析

3.5.1 河北省蔬菜TFP和GTFP空間自相關分析 2007～2018 年 TFP 指數的 I全為-0.357 0～0.080 7 （圖 3），表明河北省TFP存在全局空間相關性，其中2008～2016 年I全＜0，表現為空間負相關；2017～2018 年 I全＞0，表現為空間正相關。GTFP 指數的 I全為-0.360 9～0.036 2，表明河北省GTFP 存在全局空間相關性，其中2011～2013 年 I全＞0，表現為空間正相關，2008～2010 年、2014～2018 年 I全＜0，表現為空間負相關。

圖3 2007～2018 年河北省 TFP 和 GTFP 的 I 全指數變化Fig.3 Global index change of TFP and GTFP in Hebei Province from 2007 to 2018

3.5.2 河北蔬菜EC 和GEC 空間自相關分析 2007～2018 年 EC 指數的 I全為-0.542 4～-0.077 9，GEC 指數I全為-0.514 9～-0.154 3，表明河北省 EC、GEC 均存在全局空間負相關（圖4）。

圖4 2007～2018 年河北省 EC 和 GEC 的 I 全指數變化Fig.4 Global index change of EC and GEC in Hebei Province from 2007 to 2018

3.5.3 河北省TC 和GTC 空間自相關分析 2007～2018年TC 指數的 I全為-0.173 6～0.106 2，表明河北省 TC 存在全局空間相關性，其中2008～2010 年I全＜0，表現為負相關，2011～2018 年 I全＞0，表現為正相關。GTC 指數的I全為-0.326 3～-0.009 5，表明河北省GTC 存在全局空間負相關，且2007～2016 年 I全趨近于 0 （圖 5）。

圖5 2007～2018 年河北省 TC 和 GTC 的 I 全指數變化Fig.5 Global index change of TC and GTC in Hebei Province from 2007 to 2018

3.5.4 河北省IBTC 和GIBTC 空間自相關分析 2007～2018 年 IBTC 指數的 I全為-0.221 1～0.257 5，表明河北省IBTC 存在全局空間相關性，其中 2007～2016 年 I全＞0，表現為正相關，2017～2018 年 I全＜0，表現為負相關。GIBTC 指數的 I全為-0.291 4～-0.030 1，表明河北省GIBTC 存在全局空間相關性，其中2007～2013、2017～2018 年 I全＜0，表現為負相關，2014～2016 年 I全＞0，表現為正相關（圖6）。

圖6 2007～2018 年河北省 IBTC 和 GIBTC 的 I 全指數變化Fig.6 Global index change of IBTC and GIBTC in Hebei Province from 2007 to 2018

3.6 局部空間相關性分析

通過計算2008～2018 年河北省市域TFP、GTFP的I局指數顯示（表5），各地區局部空間相關性差異較大。

表5 2007～2018 年各地區蔬菜 GTFP 和 TFP 的 I 局指數匯總Table 5 Local Moran index of GTFP and TFP of vegetables in each region from 2007 to 2018

圖7 2007～2018 年河北省 MATC 和 GMATC 的 I 全指數變化Fig.7 Global index change of MATC and GMATC in Hebei Province from 2007 to 2018

石家莊市 2007～2016 年 TFP 的 I局指數從 LL 類型到LH 類型再到HL 類型，說明該時期周邊市蔬菜產業的發展帶動了石家莊市蔬菜產業的發展，存在空間集聚效應。2011～2016 年 GTFP 的 I局指數從 LH 類型到HL 類型，說明該時期周邊市綠色蔬菜產業的發展帶動了石家莊市綠色蔬菜產業的發展，存在空間集聚效應。

張家口市 2011～2016 年 TFP 的 I局指數從 LH 類型到HL 類型，說明該時期周邊市蔬菜產業的發展帶動了張家口市蔬菜產業的發展，存在空間集聚效應。2007～2013 年 GTFP 的 I局指數從 HL 類型到 HH 類型再到HL 類型，說明該時期張家口市帶動了周邊市綠色蔬菜產業的發展，存在空間集聚效應。

衡水市 2011～2016 年 TFP 的 I局指數從 HH 類型到LL 類型，說明該時期衡水市和周邊市蔬菜產業的發展存在空間集聚效應。

滄州市 2007～2016 年 GTFP 的 I局指數從 HL 類型到HH 類型再到LL 類型，說明該市這段時期帶動了周邊市綠色蔬菜產業的發展，存在空間集聚效應。

廊坊市 2011～2016 年 GTFP 的 I局指數從 LH 類型到HL 類型，說明該時期周邊市蔬菜產業的發展帶動了廊坊市綠色蔬菜產業的發展，存在空間集聚效應。

4 主要結論與對策建議

4.1 主要結論

通過運用非徑向非角度、基于松弛的方向性距離函數和全局參比曼奎斯特盧恩伯格生產率指數方法測算了2007～2018 年河北省地市域TFP、GTFP 指數，并且采用空間自相關、局部相關方法分析了河北省市域蔬菜TFP、GTFP 的全局和局部空間特征，得到以下主要結論：

（1）從時間特征分析結果來看，2007～2018 年河北省地市蔬菜TFP 年均增長率為0.87%，GTFP年均增長率為0.66%，技術進步是促進這2 個指標增長的主要因素。IBTC 增長率為10.13%，GIBTC 增長率為9.66%，說明河北省蔬菜全要素生產率的增長存在投入偏向型技術進步的現象。

（2）從空間特征分析結果來看，河北省市域蔬菜TFP、GTFP 地域差異明顯。GTFP高值區變化路徑為冀東南地區—冀中地區—冀北地區，TFP高值區范圍逐漸縮小，主要集中在冀南地區。

（3）從各指標的全局空間相關性分析結果來看，各指標均存在空間相關性，但差異較大。TFP 的I全指數從2017 年由負相關轉為正相關；GTFP 的I全指數長期表現為負相關特征；EC 的I全指數長期表現為負相關特征；TC 的I全指數由負相關轉為正相關；IBTC的I全指數由正相關轉為負相關，說明蔬菜播種面積的減少要求技術投入更加高效；GIBTC 的I全指數由負相關轉為正相關再轉為負相關，波動較大。

（4）從各地區局部空間相關性分析結果來看，各地區的局部空間相關性差異較大。其中石家莊、張家口、滄州市、廊坊市、衡水市均在不同時期存在空間聚集效應。

4.2 對策與建議

（1）重點加強冀南地區的農業基礎設施建設和農業技術的推廣，提高冀南地區的蔬菜生產技術效率，實現河北省區域內的蔬菜產業健康發展。（2）強化蔬菜生產技術的創新，注重“產、學、研”結合，繼續保持技術進步的增長勢頭，提高蔬菜綜合生產能力。（3）加強生產技術培訓與指導，提高產出率與技術利用率。（4）擴大補貼范圍和力度，調動生產積極性。（5）因地制宜，精準施策，分區優化蔬菜產業結構，提高產品競爭力。