海南省農業科技進步貢獻率、要素貢獻率與農業經濟增長的時空演變特征

郭 琰，尤 飛，肖 琴，周振亞

（中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所，北京 100081）

1 研究背景

在農業農村部最新公布的《“十三五”中國農業農村科技發展報告》中，我國農業科技進步貢獻率再創新高，突破60%［1］。我國科技進步對農業總產出的貢獻份額超越了物質、耕地、勞動力及其他所有要素的總和，已成為農業經濟持續發展的主要驅動力［2］。隨著農業現代化的深入推進，科技進步對農業發展的支撐作用愈發顯現，要想實現農業強國，必須持續發揮農業科技創新的引領作用。

農業科技進步貢獻率指農業科技進步對農業總產出增長率的貢獻程度［3］。其實質是以農業科技進步來提高農業生產效率，降低農業生產成本，實現農業的內生增長，增強農業的競爭力［4］。趙志燕等［5］、張莉俠等［6］均認為，科學地測算時空維度中技術進步對農業經濟增長的貢獻率大小及其變化趨勢，有助于準確評估當前區域農業科技進步水平。而研判農業所處發展階段及未來變化趨勢，能夠為政府制訂農業發展戰略和政策提供可行的科學依據［7］。我國從20 世紀80 年代初就開始關注科技進步對經濟增長的貢獻率問題，如今農業科技進步貢獻率的測算已成為我國農業現代化發展戰略中一項重要的基礎性工作［8］。

海南省作為我國唯一的熱帶島嶼省份，具有獨特的水光熱資源優勢，是我國熱帶特色高效農業和高端種業的策源地，其熱帶農業生產總值占全省生產總值（GDP）的比重位居全國之首，在一定程度上代表了我國熱區農業的發展水平［9］。與世界上多數島嶼地區相同的是，海南省山地多、平原少，有限的土地規模制約了農業的發展。在自由貿易港建設的重要契機下，海南省農業產業發展在科學技術研究、種質資源保護、農業對外合作等方面都有著前所未有的新機遇，但同時也面臨優質低價進口農產品沖擊、產業競爭加劇、人才儲備不足等問題［10］。面對這些機遇和挑戰，海南省想要突破農業資源約束，提高農業的生產效益，必須圍繞科技做文章。在此背景下，對海南省農業科技進步貢獻率進行測算與分析具有較強的現實意義。

2 農業科技進步貢獻率投入與產出指標確定

2.1 測算方法（模型）的確定

從20 世紀初期開始，國內外相關文獻中討論了很多關于農業科技進步貢獻率的測算方法及測算模型，主要有柯布-道格拉斯生產函數法（C-D）、增長速度方程法（索洛余值法）、固定替代彈性生產函數法（CES）、全要素生產率指數法（TFP）、數據包絡法（DEA）、邊界生產函數模型等［11］。目前，國內最常用的是增長速度方程法，如朱希剛［12］結合我國農業生產特點提出了固定彈性系數增長速度方程。由于此方法計算簡單且易于操作，且被農業農村部認定為測算國家/地區農業科技進步貢獻率的統一使用方法，因此，本研究采該方法來測算海南省農業科技進步貢獻率。

在李淑云［13］、王潔等［14］、段婷婷［15］和潘鴻［16］的實證研究中，農業生產函數構建公式如下：

式（1）中：Y為農業總產值；A為常數項；K為物質要素投入；L為勞動力要素投入；M為耕地要素投入；δ為科技進步率，即農業總產值增長率與農業科技進步貢獻率二者的乘積；t為時間變量；α為物質彈性系數；β為勞動力彈性系數；γ為耕地彈性系數；e為固定常數。

對式（1）兩邊同時取對數，調整后如下：

對t求導得：

式（3）中，取 dt=1，將分別改寫為得到下式：

2.2 數據來源及說明

考慮到數據的可得性和一致性，所選取的投入與產出指標數據全部來源于《海南省統計年鑒》，農村商品零售價格指數來源于國家統計局，時間跨度為2006—2019 年。具體指標如下（見表1）：

表1 海南省農業科技進步貢獻率測算指標數據

（1）農業總產值。借鑒郝利等［17］的研究，選取海南省歷年年末農林牧漁四業總產值衡量；同時，為消除物價變化對測算結果的影響，參考張彥紅等［11］研究，采用國家統計局中海南省農村商品零售價格指數對原始數據進行可比價的折算。

（2）農業物質費用。在實際統計過程中，由于缺少海南省部分年份農業物質費用的數據，因此借鑒王潔等［14］研究，采用農業中間消耗費用替代，其表達形式為農林牧漁總產值扣除農業增加值后所得，即為農業中間消耗費用，并與農業總產值指標同樣進行可比價的折算。

（3）農業勞動力數。選取海南省歷年年末第一產業就業人員作為農林牧漁就業人數。

（4）耕地面積。耕地面積是指除了已經用于農業生產的土地外，還包括其他未開發的荒地、坡地；而農作物播種面積僅包括了實際用來生產的耕地面積，不包括那些荒棄或未用于農業生產的土地［18］。海南省水、土、光熱等農業資源條件好，農業種植結構多樣，且一年生產多季，為保證計算結果的可靠性，采用農作物播種面積來表示耕地面積。

2.3 彈性系數的測算

朱希剛［12］使用農業生產函數模型測算了我國4個不同時期的農業科技進步貢獻率回歸方程系數；在此基礎上，郝利等［17］進一步將此系數與工業彈性系數進行對比后，將我國農業物質費用、勞動力、耕地的產出彈性系數值分別設為0.55、0.20、0.25；為了使測算方法具有一定的規范性，朱希剛等［4］又根據原國家計委發布的資金產出彈性調整公式，結合我國農業生產特點提出了固定彈性系數法。即原則上假定各地區的耕地彈性系數與全國（未含港澳臺地區。下同）的相同，為0.25，且α+β+γ=1，則α+β=0.75 恒成立，但在具體計算過程中還需要結合各地區農業發展的實際情況對彈性系數進行適當調整。借鑒薛建軍等［19］、徐曉紅等［20］的實證研究，調整公式如下：

式（6）中：α與αi為全國和海南省的農業物質費用彈性系數；e為固定常數，取值 2.718 2；Km、Lm和Kn、Ln分別為全國基期年和末期年的農業物質費用及勞動力數值；Kmi、Lmi與Kni、Lni分別為海南省基期年和末期年相應數值。其中，若計算結果αi＞0.65，則按0.65 取值；若αi＜0.40，則按0.40取值。

根據式（6），計算得出海南省農業物質費用、勞動力以及耕地面積的彈性系數值分別為0.551 1、0.198 9 和0.250 0。

3 海南省農業科技進步貢獻率和要素貢獻率的測算與分析

3.1 海南省農業科技進步貢獻率和要素貢獻率的時間演變特征

對于年際間的農業科技進步貢獻率測算，索洛余值法測算結果相對偏高且穩定性較弱，因而參照張彥紅等［11］的研究，劃分為“十一五”“十二五”和“十三五”等3 個時期進行測算，分別對應年份為2006—2010 年、2011—2015 年、2016—2019 年。

3.1.1 科技進步對農業經濟增長的貢獻不斷上升

將海南省農業科技進步貢獻率各投入指標代入式（4）增長速度方程，得出的結果如表2 所示。海南省農業科技進步貢獻率“十一五”期間為30.02%，“十二五”期間為46.94%，“十三五”期間為54.92%，14 年間共提高了近25 個百分點，平均每年提高1.7 個百分點；表明農業科技進步對海南省農業經濟的貢獻率在不斷提高，海南省農業科技進步處于快速發展時期。海南省農業科技的快速發展與有力的科技政策支撐密不可分。在“十一五”至“十二五”期間，海南省委、省政府深入貫徹實施科教興瓊和人才強省戰略，出臺了一系列政策措施促進科技創新和科技成果轉化，全省R&D 經費支出14 年間上升了近16 個百分點［21］。此外，海南省農業科技進步貢獻率與物質費用貢獻率之間的差額由“十一五”的41.57%縮小到“十三五”的2.04%，縮小了近39 個百分點，二者對于農業總產出的貢獻份額逐漸持平；說明海南省農業經濟增長投入要素配置正在由物質要素的投入逐漸轉向對科技要素的投入，農業生產方式由外延式向內涵式轉變。但與國家同期的農業科技進步貢獻率相比，“十一五”到“十三五”期間海南省農業科技進步貢獻率的值均低于國家平均水平，仍有很大的上升潛力。

3.1.2 科技要素對農業經濟增長的貢獻僅次于物質要素

近14 年來，海南省農業總產值的增長在很大程度上取決于物質與科技要素的投入［22］。2006—2019年，海南省年均農業科技進步增長率比物質費用略低，對農業總產值增長的貢獻份額僅次于物質費用，而勞動力與耕地要素對農業總產值增長的貢獻份額分別僅為0.36%、-3.18%，對農業總產值波動的影響不大；表明從長期來看，海南省農業發展更多依賴物質要素和科技要素的變化，農業經濟增長方式總體上處于由粗放型向集約型轉變的過渡階段。雖然物質費用對海南省農業總產值的貢獻份額位于首位，但其貢獻率緩慢下降，由“十一五”的71.59%下降到“十三五”的56.96%，下降幅度達14.63%，物質要素投入對農業經濟增長的邊際報酬開始呈現遞減態勢，今后僅僅依靠增加物質投入來提高農業總產值越來越難；因此，加大農業科技投入力度、提升物質投入的生產效率［23］，是海南省今后加快提升農業有效產出的努力方向。

3.1.3 耕地負增長限制農業總產出的提高

在海南省農業經濟增長的相關投入要素中，耕地面積對農業總產值波動較小，但耕地面積增長率及貢獻率在3 個階段均為負值。其中較“十一五”而言，“十二五”期間耕地面積負增長率有所減緩，對農業總產值的貢獻份額上升了0.44%。主要原因可能是在此期間，國家出臺“雙保工程”等一系列土地保護政策，海南省相關部門在保障經濟平穩較快發展的同時，堅守耕地保護“紅線”取得了一定的成就；但隨著工業化和城鎮化的快速發展，非農建設占用耕地的現象逐漸增多，“十三五”期間海南省耕地面積呈現明顯減少的趨勢，耕地面積負增長率達-2.12%，對農業總產值的貢獻份額降低至-9.38%，與“十二五”期間相比降低了7.7 個百分點。而同期的農業生產總值增長速率雖有所減緩，但仍保持著正向水平。可能的解釋是由于良種、灌溉、施肥、栽培等農業科技投入的提高，使得耕地資源流失導致的部分農業生產總值下降，又因生產技術水平的提升得到補充［18］。值得注意的是，雖然農業科技進步在一定程度上可以彌補耕地資源減少而產生的農業經濟負效應，但耕地資源是一切農作物生長發育的基礎，具有不可替代性。因此，如何保護耕地是海南省當前農業發展所面臨的重要問題。

3.1.4 勞動力要素對農業總產出的貢獻份額較小

如表2 所示，勞動力對海南省農業經濟增長的作用較小。在3 個階段中，勞動力年均增長率呈倒“U”型變化，在農業總產值中的份額先增加后減少；意味著伴隨城鎮化進程，大量農村勞動力外出遷移，海南省的農業生產方式已經由物質要素之間互補向科技要素對勞動力替代轉化的階段。“十二五”期間，海南省農業勞動力增長率持續上升。主要原因是海南省城鎮企業對剩余勞動力的承載量有限，加之農村就業政策較好，促使一部分人返回農村，農村勞動力出現回流現象；勞動力的回流也促使一些荒蕪的土地被開發成為耕地，這也進一步解釋了“十二五”期間耕地面積負增長有所緩解的情況。但近年來，海南省勞動增長率首次出現負值，勞動力要素對農業產出的貢獻率下降為-2.50%。主要是因為近年來農業機械化程度的不斷提高，釋放了大量農村勞動力，加之生活成本不斷上漲與農業收入微薄之間的矛盾，剩余農村勞動力開始向城市轉移［24］。

表2 海南省農業經濟增長投入要素增長率與貢獻率

3.2 海南省農業科技進步貢獻率、要素貢獻率的空間差異特征

海南省共建4 個地級行政區、15 個省直轄縣級行政區。鑒于海南省行政區劃的特殊性及數據搜集的可獲得性，對除三沙市外的3 個地級行政區與五指山市、文昌市等15 個省直轄縣級行政區（以下簡稱“樣本”）進行對比分析，具體情況如表3 所示。

表3 2006—2019 年海南省農業科技進步貢獻率的樣本地區分布

3.2.1 區域差異顯著

2006—2019 年，樣本市縣農業科技進步貢獻率的平均值為49.47%，相較于農業經濟增長方式分界線的劃分標準，即農業科技進步貢獻率≥60%為集約型經濟［25］，顯示出海南省各市縣農業科技進步貢獻率還不高，還未充分發揮出農業科技進步對農業經濟發展的促進作用；同時，部分市縣之間農業科技進步貢獻率差異也比較大，儋州市農業科技進步貢獻率最高，為66.18%，比最低的澄邁縣（39.07%）高出27 個百分點，其次為臨高縣（62.27%），也將近為五指山市（39.40%）的1.5 倍。在空間分布上，農業科技進步貢獻率較高的市縣主要分布在南部和北部沿海地帶，主要包括南部的海口市、儋州市、臨高縣以及北部的三亞市、陵水縣等；相反，中部的五指山市、瓊中縣、東方市等地的農業科技進步貢獻率處于全省較低水平。主要原因在于這些市縣多為少數民族地區，經濟發展相對落后，農民文化水平較低，且耕地多屬中低產田，產出能力有限［26］；此外，這類市縣大多分布于內陸和山區，受到地形因素影響，交通不便，農業機械化率不高，傳統手工作業仍是這些地區農業生產的主要形式，因此需要大量的物質及勞動力投入以對農業總產出產生正向影響。值得注意的是，儋州市、臨高縣等部分地區的農業總產值年均增長率并不高但科技進步貢獻率較高，這是因為單一的科技進步貢獻率指標僅是對經濟增長方式的一種考察，影響農業經濟發展的除科技因素外，還有人力、自然資源等其他因素，只有將這一指標與物質消耗、勞動力素質及產出增長率相結合，才能更好地反映農業的增長情況和效率變化［7］。

3.2.2 物質與科技要素是農業經濟增長的主要驅動因素

由圖1 所示，樣本市縣的物質與科技要素對農業經濟增長的貢獻份額最大，勞動力對農業經濟增長的貢獻份額較小，耕地面積貢獻率則多為負值。在農業科技進步貢獻率方面，儋州市、臨高縣的農業科技進步貢獻率已超出2019 年全國水平（59.2%）［27］，海口市、三亞市等4 個市縣的農業科技進步貢獻率平均高出物質費用貢獻率近10 個百分點。主要是因為這些市縣是海南省科技發展先行地，擁有較多農業科研單位，如三亞崖州灣科技城、中國熱帶農業科學院、海南大學農業農村學院等，農業科技后備力量充足，科技進步與農業產出融合較好，因此科技投入對于這些市縣農業經濟增長的貢獻較大。在物質費用貢獻率方面，瓊中市、屯昌縣與五指山市排名前三；臨高縣、海口市與昌江縣排名靠后。由于農業科技進步貢獻率是一個相對值，在耕地與勞動力要素投入對農業總產值貢獻率較小的情況下，物質費用貢獻率越高，農業科技進步貢獻率就越低，因此，物質費用貢獻率較高的五指山市等市縣的農業科技進步貢獻率相對較低，比全省平均水平低將近7 個百分點，表明這些市縣當前過分倚重農業物質費用投入以提高農業總產值，仍處于粗放型農業生產階段。就勞動力貢獻率與耕地面積貢獻率而言，各樣本市縣差距較小，多數市縣的勞動力發展處于停滯狀態，勞動力投入對農業總產值的貢獻份額平均值不足2%。在耕地方面，除澄邁縣、東方市等5 個市縣耕地面積有所增長外，其余13 個市縣的耕地面積縮減，對農業總產值的貢獻份額平均值為-4.41%。由此可見，海南省各地農業經濟的增長主要靠物質費用投入和科技進步拉動。

圖1 2006—2019 年海南省樣本地區農業經濟增長投入要素貢獻率

4 結論與建議

4.1 研究結論

2006—2019 年，海南省農業科技進步貢獻率為41.64%，依據國際上對農業發展方式的劃分標準（40%～60%為過渡型）［25］，表明海南省農業經濟增長方式總體上處于由粗放型向集約型轉變的過渡階段，農業經濟增長方式的轉變已取得初步成效。14 年間，海南省農業科技要素對農業經濟增長的貢獻率不斷上升，物質費用增長率逐漸下降，科技要素逐漸取代物質、耕地等投入要素成為海南省農業經濟增長的主要驅動因素，農業生產方式逐漸向內涵式轉變。然而，“十一五”至“十三五”期間，海南省科技進步對農業經濟增長的貢獻率均低于全國平均水平。受勞動力和土地資源制約，海南省未來農業的經濟增長點主要靠農業科技。

在地域分布上，海南省各市縣農業科技發展整體水平不高，市縣之間農業科技進步貢獻率存在較大差異，貢獻率較高的市縣多分布于南、北沿海地帶。多數市縣的農業經濟發展目前還依賴于物質要素的投入，農業科技進步貢獻率測算值較低的市縣除對物質費用投入有較大的依賴性外，對于勞動力投入和耕地投入也存在一定依賴性，可見，農業物質要素與科技要素是實現海南省整體農業經濟可持續發展的關鍵。

4.2 政策建議

4.2.1 加大農業科技投入，加快推動農業科技成果轉化與應用

充分利用中國熱帶農業科學院、中國農業科學院國家南繁研究院、中國農業大學三亞研究院、海南省農業科學院等眾多國家和省級農業科研院所在瓊的優勢，強化農業部門與科研院所之間的互動交流。一是建立研發獎勵機制，激勵科研人員針對海南省內農業生產當中的關鍵技術問題進行科研立項、技術攻關；二是搭建農企研發合作平臺，引導企業積極參與科研院所研發項目，推動科技成果與企業需求有效銜接，實現科技成果市場價值［28］；三是加大農業科技投入力度，吸引全世界優秀農業科技成果在海南落地轉化的同時，加強農業新品種、新技術和新模式的推廣和應用［29］。

4.2.2 優化農業資源配置，統籌沿海內陸地區科技水平協調發展

農業資源的合理配置是提高農業生產效率、轉變農業生產方式的重要調整措施，因此，海南省各市縣要加強地區間的合理分工與協作。一方面要積極推動科技、信息等要素由沿海經濟發達地區向內陸欠發達地區轉移，彌補欠發達地區科學技術短板；另一方面需要加速轉化內陸欠發達地區資源優勢為經濟優勢、市場優勢，為沿海發達地區農業科技成果轉化提供物質支撐，充分發揮區域優勢和優勢互補，逐步調整和優化農業生產要素，推動農業科技水平協調發展。

4.2.3 重視人才隊伍建設，為農業科技進步提供智力支撐

一是要創新人才培養機制。海南省政府可借助國家重點工程與科研項目，培養和引進一批在國際上具有較高水平的學者和專家，設立專項資金與成果獎，激勵科研人員服務地方發展積極性。二是構建政產學研利益共同體。支持并引導專業大戶、龍頭企業等新型農業經營主體參與高等院校、科研院所的研發活動，推動更多科技成果就地孵化，增強涉農主體的創新能力。三是完善基層農技推廣人員管理體制。制定農技人員培訓計劃，對基層農技推廣人員定期開展知識更新與技術培訓，提高科技管理水平與服務能力。另外，秉持綠色發展理念，減少農業物質費用投入，深化農業與科技融合，助力海南省實現農業現代化［30］。