1980中國主要糧食作物的投入與產(chǎn)出研究

1980中國主要糧食作物的投入與產(chǎn)出研究

一、種作物在總體上,總有9個(gè)月的產(chǎn)量和1.3—主要作物生產(chǎn)要素投入結(jié)構(gòu)的變化表1顯示了20世紀(jì)80年代至2003年中國水稻、小麥和玉米生產(chǎn)投資的變化。三種作物的勞動(dòng)力投入穩(wěn)步減少,機(jī)械投入大幅度增加,化肥與其他投入也呈增長趨勢。在三大作物中,水稻和小麥的勞動(dòng)投入分別減少了65%和64%,分別由1980年的每公頃604和368個(gè)工日減少到2003年的214和131個(gè)工日,分別減少了390和237個(gè)工日;玉米的勞動(dòng)投入減少了54%,由1980年的每公頃360個(gè)工日減少到2003年的165個(gè)工日,減少了195個(gè)工日。三種糧食作物投入增長速度最快的是農(nóng)業(yè)機(jī)械,水稻、小麥和玉米三種作物農(nóng)業(yè)機(jī)械投入(以1980年不變價(jià)計(jì)算)分別由1980年的21元/公頃、23元/公頃和15元/公頃增加到2003年的163元/公頃、195元/公頃和94元/公頃,分別增加了6.8倍、7.5倍和5.3倍。表明我國的糧食生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出以勞動(dòng)力投入的大幅度減少而機(jī)械投入的大幅度增加、機(jī)械投入對勞動(dòng)投入替代的趨勢。三種糧食作物的化肥投入也呈現(xiàn)較快的增加趨勢,水稻、小麥和玉米的化肥投入分別由1980年的144元/公頃、99元/公頃和120元/公頃上升到2003年的310元/公頃、253元/公頃和274元/公頃(按1980年不變價(jià)計(jì)算),分別增加了115%、156%和128%,且以小麥增長最快,玉米和水稻次之。與勞動(dòng)、化肥和機(jī)械投入不同,三種作物的灌溉、種子、農(nóng)藥等其他投入則呈現(xiàn)不同的變化趨勢。在控制價(jià)格不變的條件下,三種作物的其他投入均先增后減,其中以水稻的減幅最小,小麥和玉米的減幅較大。水稻的其他投入由1980年的347元/公頃增加到1995年的496元/公頃,即使出現(xiàn)下降,2003年的其他投入仍達(dá)到440元,仍比1980年增加了93元;小麥和玉米則分別由1980年的288元/公頃和260元/公頃分別增加到1990年的332元/公頃和1995年的313元/公頃,隨后均持續(xù)下降,到2003年兩種作物分別僅為287元/公頃和265元/公頃,與1980年時(shí)的投入水平無顯著差別。二、模型與數(shù)據(jù)研究(一)投入要素間的替代彈性本研究將采用Translog模型估計(jì)主要作物的生產(chǎn)函數(shù),所采用的模型如下:lny=α0+∑i=1mαilnxi+12∑i=1m∑j=1mβijlnxilnxj+∑h=1sγhRh+∑k=1nδkdk(1)lny=α0+∑i=1mαilnxi+12∑i=1m∑j=1mβijlnxilnxj+∑h=1sγhRh+∑k=1nδkdk(1)式中:y表示某種作物的產(chǎn)出,xi表示第i種生產(chǎn)要素的投入量,Rh表示第h種其他影響產(chǎn)量的因素,如災(zāi)害、制度等因素,dl表示地區(qū)因素;αi、βij、γh、δk分別表示相應(yīng)變量的系數(shù)。(1)式模型投入要素在幾何平均數(shù)處的產(chǎn)出彈性為:ei=βi+∑j=1mβijln(x)ˉˉˉˉˉˉˉ(2)ei=βi+∑j=1mβijln(x)ˉ(2)(1)式模型各投入要素間在幾何平均數(shù)處的替代彈性(Widawsky等,1999)為:εij=?(βi+βj)?(βi+βj)+(β2iβjj?2βijβiβj+βiiβ2j)/βiβj(3)εij=-(βi+βj)-(βi+βj)+(βi2βjj-2βijβiβj+βiiβj2)/βiβj(3)由于Translog生產(chǎn)函數(shù)為非齊次性函數(shù),因此,不具有固定彈性,(2)、(3)兩式分別為樣本幾何平均數(shù)處的點(diǎn)彈性。(2)式的涵義是,在樣本的幾何平均數(shù)處,投入要素x每變化1%,產(chǎn)出量變化的百分比。(3)式則為要素間相互替代可能性的計(jì)量。當(dāng)兩要素完全可替代時(shí),替代彈性為無窮大;相反,當(dāng)兩要素完全不能替代時(shí),替代彈性為0。因此,替代彈性越大,其相互替代的可能性(或潛力)越大,反之則越小。替代彈性同時(shí)也是投入要素比例的變化與要素邊際替代率變化關(guān)系的衡量。當(dāng)兩項(xiàng)投入要素的比例變化大于相應(yīng)要素邊際替代率的變化時(shí),兩項(xiàng)投入要素的替代彈性值大于1,相反則小于1。當(dāng)替代彈性等于1時(shí),表明要素投入比例的變化與邊際替代率的變化速度相同。由于邊際替代率表示某一點(diǎn)上一單位投入要素可替換另一種投入要素單位數(shù)的比率,因此,替代彈性大于1時(shí),表示投入要素比率的變化快于兩種要素可替代比率的變化,即欲實(shí)現(xiàn)某一特定產(chǎn)量,兩種投入要素比例的較小變化便可引起兩要素相互替代比率的較大變化,要素間替代的可能性加大,兩投入要素更容易相互替代;相反,當(dāng)替代彈性小于1時(shí),兩種投入要素間的替代則較難。需要說明的是,當(dāng)研究兩種以上投入要素間的相互關(guān)系時(shí),往往會(huì)遇到替代彈性值小于0的情況,此時(shí)表示兩種投入要素間呈現(xiàn)互補(bǔ)的關(guān)系,即一種投入要素作用的發(fā)揮必須有另一種投入要素的參與。(二)資料來源及研究內(nèi)容本研究將對水稻、小麥和玉米三大糧食作物的投入與產(chǎn)出關(guān)系進(jìn)行研究,建立相應(yīng)作物的生產(chǎn)函數(shù)。所采用的生產(chǎn)投入與產(chǎn)出數(shù)據(jù)均來自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本固定觀察匯總資料——《農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本資料匯編》,共涉及到1980—2003年共24年的數(shù)據(jù)資料。其中水稻數(shù)據(jù)包括安徽、江蘇、江西、浙江、福建、湖北、湖南、廣東、廣西、四川、貴州、云南、遼寧、吉林、黑龍江、河北、河南,共17個(gè)省份;小麥數(shù)據(jù)包括河北、河南、山東山西、內(nèi)蒙古、黑龍江、陜西、甘肅、新疆、湖北、江蘇、安徽、四川、貴州、云南,共15個(gè)省份;玉米數(shù)據(jù)包括北京、河北、河南、山東、山西、天津、內(nèi)蒙古、黑龍江、吉林、遼寧、陜西、甘肅、新疆、湖北、安徽、江蘇、四川、云南、貴州、廣西,共20個(gè)省份。三種作物采用的數(shù)據(jù)所涉及的作物播種面積分別占相應(yīng)作物全國總播種面積的95%以上。(三)投入產(chǎn)出的估計(jì)變量分別采用三階段非線性最小二乘法估計(jì)(1)式模型。與此同時(shí),對(2)式的產(chǎn)出彈性與(3)式的要素投入替代彈性進(jìn)行估計(jì)并分別進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。為了研究其他非投入性因素對生產(chǎn)的影響,本研究在模型估計(jì)時(shí)增加了技術(shù)進(jìn)步、生產(chǎn)責(zé)任制、人均耕地及災(zāi)害(包括旱災(zāi)與澇災(zāi))等變量。其中技術(shù)進(jìn)步變量以時(shí)間序列表示,并以1980年為基期;生產(chǎn)責(zé)任制變量以當(dāng)年實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)責(zé)任制農(nóng)戶占相應(yīng)省份全部農(nóng)戶總數(shù)的比例表示;旱災(zāi)與澇災(zāi)變量分別為當(dāng)年的成災(zāi)面積占作物總播種面積的比例表示。同時(shí),為了控制其他非確定性因素的影響,在模型估計(jì)時(shí)也加入了不同省份的地區(qū)虛變量。各種作物分別選取勞動(dòng)、化肥、機(jī)械與其他資金投入作為本研究的投入變量;其中勞動(dòng)投入以實(shí)際投入的用工量計(jì)算(工/公頃),化肥與機(jī)械投入分別以相應(yīng)項(xiàng)目的支出額除以相應(yīng)省份的化肥、機(jī)械價(jià)格指數(shù)求得(標(biāo)準(zhǔn)單位/公頃);其他資金投入為物質(zhì)成本減去化肥和機(jī)械支出后再除以各省的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價(jià)格指數(shù)求得(標(biāo)準(zhǔn)單位/公頃)?；?、機(jī)械、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價(jià)格指數(shù)分別來自歷年的《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》及各省的統(tǒng)計(jì)年鑒。三、模型的評估結(jié)果和分析(一)自然災(zāi)害對糧食聯(lián)產(chǎn)的影響表2與表3分別為三大作物的Translog生產(chǎn)函數(shù)模型及相應(yīng)作物的勞動(dòng)、化肥、機(jī)械和其他投入要素的產(chǎn)出彈性與替代彈性的估計(jì)結(jié)果。由表2看出,三大作物的時(shí)間序列變量均達(dá)到顯著水平,表明改革開放以來,科技進(jìn)步對小麥和玉米單產(chǎn)的增長起到了顯著的作用;三種糧食作物的生產(chǎn)責(zé)任制變量均達(dá)到極顯著的正值,表明生產(chǎn)責(zé)任制的實(shí)行顯著地提高了糧食單產(chǎn)。所有這些結(jié)果進(jìn)一步證明了一些學(xué)者的相關(guān)研究結(jié)論(Lin,1992;Huang,1995;朱希剛等,1994)。災(zāi)害對三大作物的影響呈現(xiàn)不同的趨勢(見表2)。旱災(zāi)對小麥和玉米單產(chǎn)的影響達(dá)極顯著水平,且對小麥單產(chǎn)的影響比對玉米單產(chǎn)的影響更為嚴(yán)重,但對水稻的影響不顯著。澇災(zāi)對水稻和小麥單產(chǎn)的影響達(dá)到極顯著水平,且對小麥單產(chǎn)的影響比對水稻單產(chǎn)的影響更為嚴(yán)重,但對玉米單產(chǎn)的影響未達(dá)顯著水平。表明三大作物中,小麥不僅受到旱災(zāi)的威脅,同時(shí)受到澇災(zāi)的威脅;水稻和玉米分別受到澇災(zāi)和旱災(zāi)的威脅。未來三種作物技術(shù)的發(fā)展方向應(yīng)根據(jù)其對災(zāi)害的反應(yīng)確定,即小麥應(yīng)同時(shí)向耐旱和耐澇技術(shù)發(fā)展,水稻和玉米應(yīng)分別向耐澇和耐旱技術(shù)發(fā)展。(二)機(jī)械化投入產(chǎn)出彈性對玉米產(chǎn)量增長的影響雖然表2中Translog模型的四種投入要素變量系數(shù)多數(shù)未達(dá)到顯著水平,但表3的估計(jì)結(jié)果表明,其在幾何平均數(shù)處的產(chǎn)出彈性和替代彈性則多數(shù)達(dá)到顯著水平。表明采用Translog函數(shù)可以較好地分析過去20多年三大作物的單產(chǎn)對投入變化的反應(yīng)。由表3看出,除玉米的勞動(dòng)投入產(chǎn)出彈性接近10%的顯著水平外,其余作物的四大投入要素的產(chǎn)出彈性均達(dá)到顯著水平。表明三大作物隨著四種要素投入的增加,產(chǎn)量仍在增加。水稻、小麥勞動(dòng)投入的產(chǎn)出彈性分別為0.104和0.193,表明在其他因素保持不變的條件下,水稻和小麥勞動(dòng)力投入每增加10%,單產(chǎn)將分別提高1.04%和1.93%,相對于水稻而言,小麥對勞動(dòng)投入的反應(yīng)更敏感;三大作物的化肥投入產(chǎn)出彈性分別為0.100、0.155和0.192,表明對于三種糧食作物而言,在其他因素均保持不變的條件下,化肥投入每增加10%,單產(chǎn)分別提高1.00%、1.55%和1.92%,玉米單產(chǎn)的提高對化肥投入的反應(yīng)更為敏感。三種作物機(jī)械投入的產(chǎn)出彈性均達(dá)到顯著的正值,但彈性值較低,表明在過去24年的技術(shù)條件下,機(jī)械投入的增加顯著地增加了單產(chǎn),但對產(chǎn)量增加的貢獻(xiàn)值并不太大;但相對玉米而言,水稻和小麥機(jī)械投入的產(chǎn)出彈性較大,這可能決定于這兩種作物自身的特性,這兩種作物的機(jī)械投入主要是機(jī)耕與機(jī)收,機(jī)耕不僅可以使這兩種作物的播種期提早,更主要的是機(jī)耕改善了土壤環(huán)境;而機(jī)收則往往在小麥和水稻的臘熟期收獲,這是這兩種作物最佳的收獲期,從而增加了有利于作物單產(chǎn)的提高。玉米生產(chǎn)的機(jī)械投入主要為機(jī)耕,在目前條件下,玉米機(jī)收的比例并不高,這也可能是玉米機(jī)械投入的產(chǎn)出彈性較低的原因。三種作物其他資金投入的產(chǎn)出彈性分別為0.085、0.122和0.107,表明小麥對其他資金投入(如種子、農(nóng)藥、灌溉等)的反應(yīng)比玉米和水稻敏感,這可能決定于我國農(nóng)民對這三種作物的投入現(xiàn)狀。以其他資金投入中的農(nóng)藥投入為例,農(nóng)民對小麥和玉米農(nóng)藥的投入并不高,而對水稻生產(chǎn)則出現(xiàn)農(nóng)藥過量投入的現(xiàn)象(Huang等,1999),正因?yàn)槿绱?導(dǎo)致三種作物對其他投入的反應(yīng)出現(xiàn)差異。(三)投入水平差異對玉米產(chǎn)量的影響除勞動(dòng)與其他資金的替代彈性不顯著外,水稻四種投入要素間的其他替代彈性均達(dá)到了極顯著水平,且替代彈性值均大于1(見表3)。表明在水稻生產(chǎn)上,除勞動(dòng)與其他資金投入的可替代性不顯著外,其余各種投入相互間均較容易替代?；逝c勞動(dòng)的替代可能在于化肥的投入可以替代人工投入農(nóng)家肥及其積肥的時(shí)間,勞動(dòng)與其他資金的替代可能在于除草劑、種子、農(nóng)藥等與勞動(dòng)投入間存在著相互替代的關(guān)系,另外,化肥與機(jī)械、機(jī)械與其他資金的替代尚無法解釋。小麥四種投入要素間的替代彈性均達(dá)到極顯著水平,除化肥與其他資金投入的替代彈性小于1外,其他各要素間的替代彈性值均大于1,且以勞動(dòng)與機(jī)械的替代彈性最大(見表3)。表明除化肥與其他資金投入間的相互替代潛力較小,小麥生產(chǎn)的各投入要素間均較容易發(fā)生替代。玉米生產(chǎn)四種投入要素間的替代彈性均未達(dá)到顯著水平,表明在目前的技術(shù)水平下,各種因素對玉米單產(chǎn)的影響均相互獨(dú)立地發(fā)揮作用,相互替代的可能性較小。需要特別指出的是,勞動(dòng)與機(jī)械、勞動(dòng)與化肥及小麥生產(chǎn)的勞動(dòng)與其他資金投入較大的替代彈性表明以更多的物質(zhì)投入替代勞動(dòng)投入已成為糧食作物生產(chǎn)技術(shù)的重要發(fā)展方向,這與改革開放以來,我國勞動(dòng)力機(jī)會(huì)成本的迅速增長有關(guān)(胡瑞法、黃季焜,2001)。四、干旱災(zāi)害對小麥、玉米生產(chǎn)的影響1.改革開放以來,我國水稻、小麥和玉米三大糧食作物的勞動(dòng)投入減少了50%以上,機(jī)械投入增加了5倍以上,化肥投入也增長了1倍以上,三大作物生產(chǎn)呈現(xiàn)勞動(dòng)投入快速下降、機(jī)械和化肥投入快速增加的特征。2.旱澇災(zāi)害已成為限制三大作物單產(chǎn)提高的主要限制因素。旱災(zāi)主要影響到我國小麥與玉米單產(chǎn)的提高,洪澇災(zāi)害不僅影響到水稻單產(chǎn),同時(shí)也限制了小麥單產(chǎn)的提高。需要說明的是,與水稻和玉米生產(chǎn)相比,旱澇災(zāi)害對小麥的影響要大于其對水稻和玉米的影