民族地区农业生态效率测度及影响因素
摘要：采用非期望产出SBM模型和随机效应面板Tobit模型，基于1999～2017年民族地区面板数据，测算民族地区农业生态效率，探讨影响民族地区农业生态效率的因素。结果表明，民族地区总体上农业生态效率呈上升趋势，并于2017年达到相对完全效率，但存在明显的差异性；各影响因素中，人均第一产业增加值与农业生态效率之间具有正U型关系，农业规模化水平、财政支农水平、产业结构影响呈现正向效应，而农业受灾率、农民家庭经营收入比呈现负向效应。为此，应继续强化差异化财政支农政策，优化农业结构，推动体制机制改革，以实现民族地区农业生态化、绿色化和高质量发展。
关键词：生态效率；民族地区；农业生态；影响因素
柏振忠,刘永芳
作者
一、问题与文献
农业发展在确保国家粮食安全，推动生态文明建设，满足人民对美好生活的向往方面发挥重要作用。然而，农业产量增加主要是通过增用化学投入品、过度集约化生产取得的。从绝对量和每公顷施用量看，中国生产和使用了比其他任何国家更多的合成氮肥。当前，滥用化肥已成为农业超过工业、成为水体污染主要来源祸手之一，农业面源污染已逐渐成为重要的污染源。与此同时，农业生产和农业土地利用变化已经成为全球人为温室气体，尤其是非CO2（如CH4、N2O等）排放最主要的源头之一，而我国是世界上最大的农业温室气体排放国，排放量约占全球总量的13.60％［1］。党的十九大报告提出：“加快水污染防治，实施流域环境和近岸海域综合治理。强化土壤污染防控和修复，加强农业面源污染防治，开展农村人居环境整治行动。”可见，加强农业生态环境保护直接关乎我国生态安全和高质量发展。
民族地区自然生态资源禀赋良好，成为国家重要生态涵养区和关键生态安全屏障。同时，民族地区经济发展水平相对落后，农业在经济结构中仍占较大比重。2017年，民族地区农业增加值占地区生产总值的比重为13.36%，高于同期全国平均水平5.79个百分点。然而，由于长期垦殖、过度放牧、开荒毁林等，民族地区出现耕地数量减少且肥力衰退、农业用水紧缺且污染严重、农业生产污染加剧、水土流失危害等农业生态环境问题。在决胜全面建成小康社会和实施乡村振兴战略进程中，民族地区农业生态治理体系建设不仅关系到本地区生态环境保护和经济高质量发展，更牵涉到全国生态文明建设和现代化国家建设目标的顺利实现。因此，加强民族地区农业生态环境保护，实现农业生态效率的有效提升迫在眉睫。
自Schaltegger和Sturm首次提出生态效率概念以来，农业生态效率评价成为学者研究的重要领域。Maxime等选取能源消耗、温室气体排放和废水排放、固体有机废物和包装废物等指标，评价加拿大食品和饮料行业的生态效率变化［2］。Dubey等通过测算和比较印度旁遮普省与美国俄亥俄州农业可持续发展水平差异发现，后者不仅农业效率高于前者，而且其农业可持续发展水平也相对更高［3］。王宝义、张卫国利用非期望产出SBM模型分别测算全国、东中西部地区、八大经济区以及省际农业生态效率，发现东中西三区域和八大经济区的农业生态效率总体变化趋势基本与全国保持一致;三区域中，东部地区内部差异较大，八大经济区中西北和西南地区内部差异较大［4］。侯孟阳、姚顺波采用超效率SBM模型测算1978-2016年中国省际农业生态效率，建立空间计量模型估算其空间收敛性，认为中国农业生态效率整体水平仍较低，东部地区增长趋势较中西部地区更为明显，地区间的农业生态效率空间差异随着时间推移呈现缩小态势［5］。在民族地区生态研究方面，杜雯翠利用2006-2015年数据，分析民族地区环境污染特征发现，民族地区用占全国15%的人口却排放了全国20%左右的污染量，污染来源结构上，民族地区化学需氧量排放大量来自工业生产，经济发展对生态环境的压力高居不下［6］。现有文献更多的是从全国层面进行农业生态效率评价，而针对民族地区的研究要么不足，要么缺乏从农业生态效率视角的实证分析。本文拟在现有研究基础上，采用非期望产出SBM模型测算民族地区农业生态效率的时空变化，运用随机效应面板Tobit模型，系统分析影响民族地区农业生态效率的因素，为实现民族地区绿色低碳和高质量发展提供理论依据。
二、研究方法及指标选取
（一）基于非期望产出SBM模型
在农业生产活动中，通常期望化肥、农药、农膜等化学投入品所导致的环境污染越少越好，这种越少越好的产出被称为非期望产出。基于非期望产出的SBM模型能够有效解决径向和角度的传统DEA模型中，投入要素“拥挤”和“松弛”问题，因而被广泛地用于农业生态效率的评价。本文结合民族地区农业生产的具体特点，构建基于非期望产出SBM模型，具体如下：
（二）指标选取
本文以种植业为研究对象，在参考相关研究基础上，考虑各类数据的可获得性与统计口径变动等情况，综合选定土地、劳动力、机械动力、灌溉、化肥、农药、农膜、能源等作为民族地区农业要素投入指标，以农业总产值作为期望产出指标。而非期望产出指标主要包括农业面源污染排放和碳排放两大类。其中，农业面源污染排放主要因化肥、农药及农膜等化学投入品的过度使用产生，本文采用化肥流失量、农药残留量及农膜残留量估算农业面源污染水平。对化肥流失量进行核算的污染物指标分别为总氮（TN）和总磷（TP），具体的污染单元为氮肥、磷肥和复合肥。污染单元排放系数由污染系数乘以化肥流失率得出，氮肥、磷肥和复合肥的TN污染系数分别为1、0和0.33；TP污染系数分别为0、0.44和0.15［7］。不同地区化肥流失率借用赖斯芸等人的成果［8］，化肥产污流失量为TN与TP之和。此外，农药残留量为农药施用量×农药无效利用系数计算得出，农膜残留量则为农膜施用量×农膜残留系数计算得出，这两种污染排放的系数参考吴小庆等人的研究及《第一次全国污染普查：农药流失系数、农田地膜残留系数手册》，并考虑民族地区耕地地形的差异［9］。农业碳排放量的测算参考了李波等人的相关研究，选取化肥、农药、农膜、农用柴油、灌溉耗电耗水、翻耕流失等6类直接或间接的碳排放源［10］。
文中所涉及变量的基础数据来源于《中国统计年鉴》、《中国农村统计年鉴》以及8省（区）统计年鉴，经整理得到全国和民族地区19年的面板数据。
三、民族地区农业生态效率测度
基于一般规模报酬（λ≥0且0.8≤∑λ≤1.2），使用DEA-SOLVER PRO计算软件，在期望产出与非期望产出总体比重为1：1的条件下测算农业生态效率（图1）。
1.民族地区内部：1999-2017年，各年份平均农业生态效率都处于0.8以下，整体水平较低，说明民族地区农业发展仍有较大的资源节约和环境优化空间。并且样本期内，民族地区农业生态效率在一定波动范围内稳步上升。这种波动性主要体现在前10年，且变化幅度不大；自2008年后，呈现稳定上升的走势，并在2017年达到相对完全效率的状态。这充分印证了自西部大开发战略实施以来，国家加大对西部特别是民族地区的政策支持力度，出台了包括“加大对特色农业、节水农业、生态农业等投入支持力度”、实施“退耕还林、退牧还草等生态建设工程”、实行“生态保护补助奖励政策”“生态补偿”等一系列支持措施，强调发展循环农业、生态农业，避免了农业生态效率的持续下滑，转而实现稳步上升直至达到相对完全效率状态。
2.民族地区与全国对比：样本期内民族地区农业生态效率均高于同期全国平均水平，其中，1999-2003年全国农业生态效率持续走低的5年间，民族地区却在2001年实现明显的止跌转升变化。这说明国家西部大开发战略实施对于提升民族地区农业生态效率成效在滞后两年后开始显现，并逐步放大；且这一时期民族地区农业生态环境改善都要好于全国平均水平。自2004年起连续17个一号文件均聚焦三农，特别是2015年，农业部印发《到2020年化肥使用量零增长行动方案》《到2020年农药使用量零增长行动方案》等文件，显示出政府对农业可持续发展的高度重视，有力推动了包括民族地区在内的全国农业生态效率的上升。至2017年，民族地区和全国农业生态效率均达到相对完全效率。
3.民族地区冗余：除农业生态效率达到完全效率水平的2017年外，样本期内其他年份民族地区有关土地、劳动、机械、用水、化肥、农药、农膜、能源八大农业生产投入冗余的平均值分别为15.04%、17.61%、14.75%、16.19%、16.47%、16.16%、10.76%、17.17%，农业碳排放、化肥产污流失量、农药残留量、农膜残留量四类非期望产出冗余平均值分别为15.68%、16.71%、16.16%、10.76%。如图2所示，离中心原点越远表示对应冗余平均值越高，相应的离中心原点越近则表示对应冗余平均值越低。从图2可以看出，民族地区农业生态效率损失主要反映在投入无效率和非期望产出无效率两类指标的多个方面，其中劳动、用水、化肥、农药、能源投入过多，化肥产污流失、农药残留尤为突出。
（二）不同省区农业生态效率
8个民族省（区）农业生态效率变化趋势与民族地区整体情况基本一致，总体呈现出在波动中稳定上升的趋势。
1.生态效率较高省区。内蒙古、西藏、青海、新疆4省区，不仅样本期内农业生态效率平均值均超过0.8，而且多年农业生态效率处于相对完全效率状态，分别是：西藏7年、内蒙古6年、青海和新疆各5年。西藏情况较特殊，其农业生态效率变化趋势呈现明显“降-升-降-升”，且在顶点均实现相对完全效率。而内蒙古与新疆较类似，2012-2017年6年间，农业生态效率基本处于相对完全效率状态。
2.生态效率一般省区。广西、贵州、云南、宁夏4省（区）样本期内农业生态效率平均值均低于0.8，从高到低依次为：广西0.748、宁夏0.733、云南0.725、贵州0.626。尤其是贵州，是八省（区）中唯一样本期内农业生态效率平均值低于0.7的省份，并且也是西部大开发最初的11年中，唯一农业生态效率持续走低的省份。这种状况局面直到2012年中央二号文件，即《关于进一步促进贵州经济社会又好又快发展的意见》的出台后才被打破，最终推动贵州农业生态效率走出低谷且逐步转好，并在2017年与其他省（区）一道达到相对完全效率状态。
3.八省区投入和产出冗余情况。通过对全样本期和农业生态效率均未达到相对完全效率的2002-2006年样本区间进行观察，发现1999-2017年全样本期与2002-2006年样本区间相比，除西藏外，其余省（区）的农业生态效率相对较低，且投入冗余和非期望产出冗余平均值也相对较高。其中，位列倒数第二的云南，其投入冗余和非期望产出冗余的平均值均居于八省(区)首位，而宁夏、贵州分列位于投入冗余平均值、非期望产出冗余平均值第二；在两个样本区间内，云南、贵州非期望产出冗余超过投入冗余，其余6个省（区）则相反（详见表1）。
1.影响因素的变量选择。农业生态效率的影响因素繁多，基于民族地区农业发展现状，同时参考王宝义、吴小庆等人的研究，最终选定九类影响因素（见表2）。
2.模型构建。农业生态效率是取值在0和1之间且具有非负截断特征的变量，采用OLS法对这类变量进行测算，通常将导致估计结果失真，因此，多数学者采用面板Tobit模型。而具体选择模型时，固定效应与随机效应的面板Tobit模型，二者谁更适合，目前仍存在争议。一般来说，固定效应的面板Tobit模型较难取得一致且无偏的估计结果，所以，这里选用随机效应面板Tobit模型进行估计。具体如下：
3.数据来源。文中所涉及的影响因素变量基础数据主要来源于国家统计局数据库、《中国农村统计年鉴》以及8省（区）统计年鉴。同时，针对相关数据更新以及统计口径变化等情况，为便于计算，拟采取以下措施：①受农村承包土地流转等因素影响，农民家庭经营耕地面积自2013年后不再列入年度农村住户抽样调查而予以公布，该数据按常用统计规则通过指数平滑法计算得到。②西藏1999-2006年地方财政农林水事务支出数据通过2007年后的平均占比倒推得出。本文利用STATA15.0计算平台对样本数据进行估算。
（二）实证结果及分析
1.不同回归模型估算结果。为更科学地对影响农业生态效率的各因素进行考察，以下分别建立3个回归模型进行对比（见表3）。3个模型的LR检验结果均拒绝“H0：σu=0”，说明模型中确有个体效应存在；此外，模型的ρ值均接近或超过0.4，也说明选用随机效应面板Tobit模型较为恰当。
回归（1）主要验证人均第一产业增加值与农业生态效率之间是否具有正U型关系。结果显示，人均第一产业增加值取对数或对数平方均在1%水平上显著，说明人均第一产业增加值与农业生态效率之间确实呈正U型关系。
回归（2）主要检验其他因素对农业生态效率的影响。从结果看，农业机械密度、农业人力资本、工业化水平3个变量未通过显著性检验，其可能原因在于，这3个因素对农业生态效率的影响具有多样性，需根据具体情况进行深入分析。而农业受灾率、农业规模化水平、农民家庭经营收入比、财政支农水平、产业结构5个变量均顺利通过显著性检验。其中，农业受灾率、农民家庭经营收入比对农业生态效率的影响为负，农业规模化水平、财政支农水平、产业结构对农业生态效率的影响为正。
回归（3）在回归（2）的基础上，剔除不显著因素，对其余因素进行重点考察。结果显示，同类因素的计算结果基本与回归（2）一致。农业受灾率、农业规模化水平、农民家庭经营收入比、财政支农水平、一产比重5个变量对农业生态效率的影响均通过了1%或5%水平的显著性检验。
2.影响因素分析。从回归（1）与回归（3）的结果来看:①人均第一产业增加值与农业生态效率之间呈正U型关系。表明较低的农业经济发展水平将促使民族地区更迫切地追求农业产出的增加，从而导致人们偏向于粗放的农业发展方式；随着农业经济发展水平的不断上升，经济的支撑作用将逐渐增强，农业粗放发展对生态环境的不利影响也趋于明显，促使人们积极推动生态化农业的发展，进而促使农业生态效率随之提高。②受灾率对农业生态效率具有明显的负向效应。作为与自然关系最为紧密的产业，农业易受自然灾害的影响，而受自然、区位等条件约束，民族地区农业遭受自然灾害影响则更甚。如果农业生产当年遭受自然灾害，一方面农业期望产出降低，另一方面农业投入面临损失，最终导致农业生态效率下降；并且农业受灾率相对更高的民族地区，农业受灾率对其农业生态效率的负面影响会更大。③农业规模化水平对农业生态效率具有积极影响。农业规模化水平会对农业的种植结构、生产方式与规模经济等产生影响，对农业生态效率具有正向或负向的效应。但检验结果显示，农业规模化水平对民族地区农业生态效率呈现出显著的正向效应。这说明，与已基本实现规模经营的东部发达地区相比，民族地区正处在加快提高农业经营规模化程度新阶段，相对于化肥、农药、农膜、柴油等投入对农业生态效率产生的负向效应而言，民族地区农业经营规模化所带来的正向生态效率增加更明显。④农民家庭经营收入比对农业生态效率的负效应显著。农村居民家庭经营性收入占比越高，农户对产出的追求将越强烈，可能导致农化品的大量投入和粗放使用，从而对农业生态效率的负效应越显著。⑤财政支农水平对农业生态效率产生正效应。自2004年以来，连续16个一号文件关注“三农”，而生态建设是其中一以贯之的重点。其中，2004-2014年前10年财政支农的重点在于对人类自身生产生活提供良好的支撑作用；2014-2017年财政支农的重点是关注生态系统的可持续性，重视农业面源污染的控制与治理，“生态修复”成为要务；2018年提出的“增加农业生态产品和服务供给”，标志着生态建设进入新阶段，生态建设的内涵完成了从环境保护到生态支撑、再到生态产品与服务供给的升华。作为国家重要生态涵养区和关键生态安全屏障区，民族地区充分发挥财政支农积极作用，其农业生态效率受财政支农水平的正向影响也越发显著。⑥产业结构优化对农业生态效率具有明显的正效应。这说明经济发展所推动的以农业占比快速下降为主要特征的产业结构变动，可以极大促进民族地区农业生态效率的提高。
五、结论及政策建议
（一）结论
1.1999-2017年，民族地区农业生态效率总体呈现出稳步上升的趋势。在一般规模报酬条件下，期望产出与非期望产出比重为1：1时，民族地区农业生态效率平均值在1999-2008年10年间波动较为频繁。其中，1999年处在这一阶段的相对高位，平均值为0.774；2001-2002处于最低位，平均值仅为0.697；直到2009年后，民族地区农业生态效率迈入持续攀升通道，并在2017年达到相对完全效率。这说明，民族地区农业生态效率有一定程度的可变性，特别是近年来各项农业措施在农业生态化发展上表现出有效性。
2.八省(区)农业生态效率均基本趋于上升，但也有一定的差异。其中，内蒙古、西藏、青海、新疆4省（区）样本期内农业生态效率均值均超过0.8，特别是西藏表现出“W”型结构变化趋势，内蒙古与新疆则自2011年后出现6次完全效率状态；而广西、贵州、云南、宁夏4省（区）样本期内农业生态效率均值均低于0.8，特别是贵州，均值一直低于0.7，直到2012年后，在国家政策支持下才走出低谷并持续向整体趋同。3.从影响因素看，不同因素呈现出不同的影响力。人均第一产业增加值与农业生态效率之间存在正U型关系；农业受灾率、农业规模化水平、农民家庭经营收入比、财政支农水平、一产比重这5个因素对农业生态效率有不同程度的影响。其中，农业规模化水平、财政支农水平、一产比重呈现正效应，而农业受灾率、农民家庭经营收入比呈现负效应；农业机械密度、农业人力资本、工业化水平对农业生态效率影响不显著。
(二)政策建议
以上结论可为民族地区确定农业生态治理方向与目标提供有益参考。
首先，应加大财政支农水平。在充分发挥自身生态资源禀赋优势基础上，制定差异化的支持政策措施，进一步加大对农业生态治理的投入，控制农业面源污染，加强对农业土壤、水体等的生态修复，提高农业防灾抗灾能力，促进农业生态系统可持续发展，提升民族地区农业生态效率。
其次，优化农业结构。农业投入无效率和非期望产出无效率是导致民族地区农业生态效率不高的主要原因，尤其是地处西南的云南、贵州等，均存在农化品、能源等投入过多以及化肥产污流失、农药残留、碳排放等非期望产出冗余过多情形，因此，应积极推动农业发展方式由粗放式向集约化、生态化方向发展，提高农业经营规模化程度，实现农业投入结构和产出结构的全面优化。
最后，通过机制体制改革引导民族地区农业绿色发展。构建有效机制体制，特别是构建生态产品价值实现、补偿机制，完善农业预警机制与灾后抢救措施，提高农业生态补偿力度，增加农业生态产品和服务供给，确保民族地区“绿水青山”有效转化为“金山银山”，引导民族地区农业向生态、绿色和高质量方向发展。
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(责任编辑 田孟清)