毛藝林

(鄭州旅游職業(yè)學院，河南 鄭州 450009)

基于DEA模型的河南省農(nóng)業(yè)機械化效率分析

毛藝林

(鄭州旅游職業(yè)學院，河南 鄭州 450009)

基于數(shù)據(jù)包絡分析法DEA(data envelope analyse)，選取了河南省18個地級市2009—2014年的農(nóng)業(yè)機械投入與產(chǎn)出數(shù)據(jù)，測算18個地級市的農(nóng)業(yè)機械化效率水平。結(jié)果表明，5年來有9個地級市的農(nóng)用機械投入始終是有效的，另外9個地級市中6個地級市處于弱有效水平，其余均相對無效。對2014年計算結(jié)果進一步分析后，提出了提高河南省農(nóng)業(yè)機械投入效率的方案和政策建議。

DEA模型；農(nóng)業(yè)機械化；技術效率

河南是中國第一農(nóng)業(yè)大省，肩負著保障國家糧食安全的重要責任。保證河南糧食安全是河南省義不容辭的責任，河南省應客觀認識省內(nèi)糧食安全發(fā)展現(xiàn)狀及影響因素，切實保證糧食產(chǎn)量。影響糧食產(chǎn)量的因素，不僅涉及到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的投入情況，還需要考慮農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化等生產(chǎn)條件。鑒于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素投入與產(chǎn)出研究較多，研究也較為成熟，而關于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究分析較少，因此本研究以河南省農(nóng)業(yè)機械投入效率為研究對象，分析2009—2014年河南省各地級市農(nóng)業(yè)機械投入的利用效率，進而解答農(nóng)業(yè)機械投入能否切實促進糧食產(chǎn)量的增加，能否真正增加農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值等問題，并通過提出改進方案使得河南省農(nóng)業(yè)機械化效率實現(xiàn)最優(yōu)化，促進中國農(nóng)業(yè)機械化的長遠發(fā)展[1]。

農(nóng)業(yè)機械化效率是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中所運用的農(nóng)用機械化生產(chǎn)工具對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)值、產(chǎn)量、播種面積帶來的增收。實現(xiàn)農(nóng)用機械化不僅可以幫助農(nóng)民搶農(nóng)時，提高農(nóng)作物質(zhì)量，還可以有效地對抗農(nóng)業(yè)災害、提高單產(chǎn)面積，因此研究農(nóng)業(yè)機械化不僅可以探明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的發(fā)展狀況，更是保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)智能化、趨勢化發(fā)展的重要支撐。

1 研究方法

數(shù)據(jù)包絡分析(data envelopment analysis,DEA)是一種非參數(shù)的分析方法，它是用數(shù)學規(guī)劃(多目標規(guī)劃、具有錐形結(jié)構的廣義最優(yōu)化、半無限規(guī)劃、隨機規(guī)劃、線性規(guī)劃等)模型，評價多投入、多產(chǎn)出的生產(chǎn)單元相對有效性的分析方法，適用范圍較廣。DEA方法中所指的“相對有效性”是指加權后的產(chǎn)出與投入之比。這些比值在生產(chǎn)可能性曲線上離散分布，位于可能集的“生產(chǎn)前沿面”上的比值為DEA有效，生產(chǎn)前沿面以內(nèi)的比值為投入松弛點，位于生產(chǎn)前沿面以外的比值為產(chǎn)出冗余點。

目前國內(nèi)學者對于農(nóng)業(yè)機械化貢獻率的研究，很少考慮農(nóng)業(yè)技術進步的影響,這樣會使農(nóng)業(yè)機械化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的貢獻率過高，不能真正反映其實際貢獻率[1]。DEA模型有多種形式,本研究選取評價規(guī)模及技術有效的固定規(guī)模(CRS)的C2R模型和可變規(guī)模VRS的C2GS2模型[2]，用C2GS2模型先測算出農(nóng)業(yè)技術進步率,再用C2R模型測算農(nóng)業(yè)機械化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的貢獻率。C2GS2模型是用于評價各個決策單元的相對技術有效性; C2R模型除了評價各個決策單元的相對有效性,同時還評價該決策單元的規(guī)模有效性和技術有效性。

2 評價指標體系的選取與數(shù)據(jù)來源

本研究選取2009—2014年河南省18個地市的7個投入指標和2個產(chǎn)出指標(表1)進行 DEA分析。相關數(shù)據(jù)分別來源于2009—2014《河南統(tǒng)計年鑒》。

表1 河南省農(nóng)業(yè)機械化效率評價指標體系Table 1 The evaluation index system of Henan agricultural mechanization efficiency

3 河南省農(nóng)業(yè)機械化效率實證分析

3.1河南省18個省轄市農(nóng)業(yè)機械化相對有效性分析

對河南省18個地市的7個農(nóng)業(yè)機械投入與2個產(chǎn)出數(shù)據(jù)運用Deap2.1軟件分析。其中,綜合技術效率(TE)是不考量規(guī)模收益的技術效率; 純技術效率(PTE)是考量規(guī)模收益的技術效率; 規(guī)模效率(SE)是考慮規(guī)模收益時的效率,純技術效率與規(guī)模效率的乘積即為綜合技術效率,見表2。

從表2中可以看出2009—2014年各市的綜合效率大體上呈逐年遞增的趨勢，表明農(nóng)業(yè)機械投入的利用效率逐漸提高，機械投入能夠縮短糧食收貨時間，對糧食農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的增加起到了一定的作用。

18個省轄市中,有9個市的農(nóng)業(yè)機械投入純技術效率為1，包括鶴壁市、焦作市、漯河市、三門峽市、南陽市、信陽市、周口市、駐馬店市、濟源市這9個市DEA有效，位于生產(chǎn)前沿面[3]，在農(nóng)業(yè)機械投入方面，除非增加一種或多種新的農(nóng)業(yè)機械投入,或者減少機耕面積或機收面積的產(chǎn)出,否則無法再增加任何現(xiàn)有的產(chǎn)出，即目前這9個地區(qū)投入產(chǎn)出效率處于相對生產(chǎn)的帕累托最優(yōu)水平，但實際上只有漯河市、南陽市、信陽市、周口市、駐馬店市5個地區(qū)的綜合效率為1，其規(guī)模效率處于不變規(guī)模報酬階段，說明了這5個地級市的農(nóng)業(yè)機械投入產(chǎn)出與其經(jīng)營規(guī)模相適應,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在最佳效率和規(guī)模下進行,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各種機械投入配置效率達到最優(yōu),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高效率的開展。鶴壁市、焦作市、三門峽市、濟源市這4個地方規(guī)模效率未達到最優(yōu)使得其綜合效率并不在生產(chǎn)前沿面上[4-5]。從規(guī)模效率來看，鶴壁市、焦作市、三門峽市、濟源市處于規(guī)模報酬遞增階段，應加大農(nóng)業(yè)機械的投入，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大。

其余9個省轄市的純技術效率均小于1,屬于非DEA有效地區(qū)。 可分為3個層次：第1層次為有效性≤0.5 ,為非有效性程度中等，說明農(nóng)業(yè)機械投入對該地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)貢獻意義不大，河南省沒有此類情況。第2層次為0.5≤有效性≤0.7,非有效性程度中等,這類地區(qū)中鄭州市2014年處于此水平,安陽市2011年后都達到了0.7以上,而新鄉(xiāng)市連續(xù)4年都是處于該水平，2014年超過0.7,濮陽市2009—2010年均處于弱有效水平。第3層次為有效性>0.7,屬于非有效性程度輕微層次,有開封市、洛陽市、平頂山、濮陽市、許昌市、商丘市6個地區(qū)。以上分類說明：這9個省轄市的綜合效率并未達到最佳,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的機械投入存在著不同程度的低效率使用；同時這些地市的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構、生產(chǎn)規(guī)模和農(nóng)業(yè)機械投入并沒有達到最好的配置，農(nóng)業(yè)機械投入使用效率為非有效。

Michael Norman & Barry Sticker分類方法[6]是用圖形直觀表示決策單元所處的效率狀況圖，圖1中直線e=1表示在固定規(guī)模報酬(CRS)下決策單元投入的效率邊界，f(x)則是決策單位在可變規(guī)模報酬(VRS)下決策單元投入的效率邊界。e=1與f(x)的切點，表明決策單位實現(xiàn)了最有規(guī)模效率，而處于f(x)下方不同位置的點都未能實現(xiàn)最有規(guī)模效率。

圖1 Michael Norman & Barry Sticker分類方法圖Fig.1 Michael Norman & Barry Sticker classification map

根據(jù)該方法將各省轄市的純技術效率和規(guī)模效率分為5大類。本研究將2014年各市情況進行如下分析：

從表3可以看出：1)最優(yōu)純技術和規(guī)模效率切點(TE=1,PTE=1,SE=1)。表明生產(chǎn)單元的投入組合實現(xiàn)了最優(yōu)組合。實現(xiàn)最優(yōu)規(guī)模的省轄市是洛陽市、鶴壁市、許昌市、漯河市、商丘市、南陽市、信陽市、周口市、駐馬店市，這些地區(qū)的農(nóng)用機械投入得到了較好的利用，相比其他地區(qū)而言,這些地區(qū)在農(nóng)業(yè)機械總動力、農(nóng)用大中型拖拉機、農(nóng)用運輸車等方面均實現(xiàn)與其生產(chǎn)規(guī)模相適應的水平，即其農(nóng)業(yè)機械投入和產(chǎn)出相對于其他地區(qū)來說是有效的。2)規(guī)模過小(PTE=1,SE<0.9,irs)。三角形OAC內(nèi)表示處于規(guī)模報酬遞增的生產(chǎn)單元，河南省處在這一階段的省轄市有焦作市、濟源市。在這一階段的地區(qū)需要繼續(xù)擴大規(guī)模，加大拖拉機以及運輸車的投資力度，調(diào)整比例，以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模效益[7]。3)技術無效率(PTE<0.9,0.9

表3 2014年河南省各地級市農(nóng)業(yè)機械投入狀態(tài)分類表Table 3 Agricultural machinery input state classification of cities of Henan province in 2014

3.22014年河南省農(nóng)業(yè)機械投入松弛量分析

對2014年河南省18個省轄市的農(nóng)業(yè)機械投入數(shù)據(jù)，建立投入導向的C2R模型，整理得出2014年農(nóng)業(yè)機械投入松弛分析表，見表4。

表4 2014年河南省各省轄市農(nóng)業(yè)機械投入松弛變量Table 4 District cities in Henan Province slack variable in agricultural machinery in 2014 萬kWh

河南省各省轄市在2014年均存在投入松弛的有5個：鄭州市、開封市、平頂山市、新鄉(xiāng)市、濮陽市；從農(nóng)業(yè)機械投入總動力情況來看，2014年該5個地市存在投入冗余；農(nóng)用大中型拖拉機投入冗余中，2014年僅有2個：鄭州、平頂山；開封、新鄉(xiāng)、濮陽小型即手扶拖拉機存在投入冗余;6個省轄市均屬于農(nóng)用排灌動力機械投入過多的地區(qū)，冗余最多的地區(qū)為濮陽市；聯(lián)合收割機投入使用過多的地區(qū)，冗余量最大的為開封市；濮陽市的農(nóng)田基本建設機械投入不存在冗余，其余存在冗余的4個市中，鄭州市農(nóng)田基本建設投入過多；5個市中，除平頂山市外，其余4個市在農(nóng)用運輸車投入使用也存在冗余。

整體來看，河南省各技術無效的地區(qū)在農(nóng)業(yè)機械投入的各個方面存在投入冗余，要提高生產(chǎn)效率必須充分考慮農(nóng)業(yè)機械投入最優(yōu)需求量，同時提高機械的利用效率，減少投入冗余，有效避免造成機械動力資源浪費。

3.3河南省農(nóng)用機械投入效率改進方案

經(jīng)DEA計算，將2014年非DEA有效的5個地區(qū)向生產(chǎn)前沿面調(diào)整[8]，調(diào)整比例如表5所示。其中徑向調(diào)整量表示投入冗余量，對于7個投入指標而言，減少該項動力投入與原始投入對于產(chǎn)出的貢獻率是一致的，因此減少投入可以實現(xiàn)機械動力資源集約使用；松弛調(diào)整量表示產(chǎn)出不足量，即在現(xiàn)有的機械投入下，產(chǎn)出并沒有達到最有效的產(chǎn)出，7大機械動力的配套投入并沒有實現(xiàn)機耕面積和機收面積的最大增加量。

因此，對于鄭州市來說(表5)，在產(chǎn)出指標方面：機耕農(nóng)用土地面積過多，造成了一定的浪費，機耕面積需減少106.06萬hm2，原有機械投入也可以達到當年的機收面積；在投入指標方面：農(nóng)業(yè)機械總動力投入存在冗余，需每年減少237.33萬kWh的動力投入，農(nóng)用大中型拖拉機需每年減少22.054萬kWh的動力投入，小型及手扶拖拉機需每年減少36.547萬kWh的動力投入，農(nóng)用排灌動力機械需每年減少34.774萬kWh的動力投入，聯(lián)合收割機需每年減少17.622萬kWh的動力投入，農(nóng)田基本建設機械需每年減少18.262萬kWh的動力投入，農(nóng)用運輸車需每年減少71.415萬kWh的動力投入。

對于開封市，在產(chǎn)出指標方面：機耕農(nóng)用土地面積與機收面積已達到最優(yōu)化；但在投入指標方面，還是存在投入動力過多情況：農(nóng)業(yè)機械總動力投入存在冗余，需每年減少271.871萬kWh的動力投入，農(nóng)用大中型拖拉機每年需減少3.549萬kWh的動力投入，小型及手扶拖拉機需每年減少121.576萬kWh的動力投入，農(nóng)用排灌動力機械需每年減少15.507萬kWh的動力投入，聯(lián)合收割機需每年減少4.367萬kWh的動力投入，農(nóng)田基本建設機械需每年減少4.181萬kWh的動力投入，農(nóng)用運輸車需每年減少88.616萬kWh的動力投入。

對于平頂山市來說，在產(chǎn)出指標方面：機耕農(nóng)用土地面積過多，機耕面積需減少147.433 萬 hm2，原有機械投入也可以達到當年的機收面積；在投入指標方面：農(nóng)業(yè)機械總動力投入存在冗余，需每年減少76.178萬kWh的動力投入，農(nóng)用大中型拖拉機需每年減少33.108萬kWh的動力投入，小型及手扶拖拉機需每年減少14.014萬kWh的動力投入，農(nóng)用排灌動力機械需每年減少17.067萬kWh的動力投入，聯(lián)合收割機需每年減少4.472萬kWh的動力投入，農(nóng)田基本建設機械需每年減少0.977萬kWh的動力投入，農(nóng)用運輸車需每年減少10.814萬kWh的動力投入。

對于新鄉(xiāng)市來說，在產(chǎn)出指標方面：機耕農(nóng)用土地面積過多，機耕面積需減少203.603萬hm2，原有機械投入也可以達到當年的機收面積；在投入指標方面：農(nóng)業(yè)機械總動力投入存在冗余，需每年減少215.285萬kWh的動力投入，農(nóng)用大中型拖拉機需每年減少28.611萬kWh的動力投入，小型及手扶拖拉機需每年減少59.624萬kWh的動力投入，農(nóng)用排灌動力機械需每年減少35.813萬kWh的動力投入，聯(lián)合收割機需每年減少25.571萬kWh的動力投入，農(nóng)田基本建設機械需每年減少4.811萬kWh的動力投入，農(nóng)用運輸車需每年減少69.724萬kWh的動力投入。

對于濮陽市來說，在產(chǎn)出指標方面：機耕農(nóng)用土地面積也存在產(chǎn)出指標冗余的情況，機耕面積需減少56.159萬hm2，原有機械投入也可以達到當年的機收面積；在投入指標方面：農(nóng)業(yè)機械總動力投入存在冗余，需每年減少106.193萬kWh的動力投入，農(nóng)用大中型拖拉機需每年減少7.338萬kWh的動力投入，小型及手扶拖拉機需每年減少25.066萬kWh的動力投入，農(nóng)用排灌動力機械需每年減少45.27萬kWh的動力投入，聯(lián)合收割機需每年減少6.692萬kWh的動力投入，農(nóng)田基本建設機械需每年減少0.577萬kWh的動力投入，農(nóng)用運輸車需每年減少28.632萬kWh的動力投入。

在綜合調(diào)整投入與產(chǎn)出量后，原始值才能達到目標最優(yōu)值，達到農(nóng)用機械投入使用效率最高水平，實現(xiàn)生產(chǎn)的帕累托最優(yōu)。

表5 2014年河南省農(nóng)用機械投入效率改進方案Table 5 Agricultural machinery input efficiency improvement program of Henan Province in 2014

4 結(jié)論與建議

本研究對河南省18個省轄市2009—2014年農(nóng)業(yè)機械投入使用的綜合效率、純技術效率、配置效率進行了分析。結(jié)果表明，6年來有9個省轄市的農(nóng)業(yè)機械投入始終處于高效率水平，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)貢獻達到最大[9]；其余9個省轄市處于非DAE有效地區(qū)。進而又對2014年農(nóng)業(yè)機械投入使用效率進行詳細分析解釋，通過對投入冗余量與產(chǎn)出松弛量進行調(diào)整，得到以下結(jié)論：

(1)2014年河南省18個省轄市中，有13個省轄市農(nóng)用機械投入利用效率較高，其他5個地區(qū)均未充分利用農(nóng)用機械，造成了一定的浪費[10]。(2)5個省轄市非DEA有效的原因在于機械投入成本較高，且有些耕地類型不適合農(nóng)用機械的使用，如丘陵、山地等。有些農(nóng)戶種地面積較小，不會使用機械代替人力進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[11]。(3)針對非有效地5個地區(qū)，政府應該投入更多的關注，進行財政補貼(農(nóng)機補貼)，技術推廣及運用，充分發(fā)揮機械優(yōu)勢，加快農(nóng)業(yè)生產(chǎn)周期，從而提高土地的使用效率，進而推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)更好的向前發(fā)展。同時這些地區(qū)的基層農(nóng)戶也應轉(zhuǎn)變生產(chǎn)觀念，積極配合國家政策，在不破壞生態(tài)環(huán)境的前提下，積極進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，大力推廣農(nóng)機入田，真正地走上一條高效生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展之路。

針對河南省農(nóng)用機械化效率不高的現(xiàn)狀，應該(1)加大農(nóng)業(yè)的財政投入，國家切實落實農(nóng)機補貼政策，切實保證農(nóng)機量的優(yōu)勢，進而實現(xiàn)質(zhì)的飛躍，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)開辟道路；(2)成立農(nóng)機專業(yè)合作社，并配之以完善的管理和運行機制，高效推廣農(nóng)機在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的使用；(3)農(nóng)民可以自發(fā)組織農(nóng)機互助小組，共同生產(chǎn)，共負盈虧，規(guī)模生產(chǎn)，獲得規(guī)模效應；(4)加大科技投入，培養(yǎng)農(nóng)機技術人員，進行農(nóng)機創(chuàng)新和改革，提高農(nóng)機利用效率，積極發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，更多依托農(nóng)業(yè)技術與知識創(chuàng)新實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增長，并大力加強農(nóng)業(yè)科技推廣的力度，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提高；(5)適時引進外國先進技術、機器裝備，學習國外先進的家庭農(nóng)場生產(chǎn)方式，以及吸收國內(nèi)發(fā)達的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)，如東北國營農(nóng)場的優(yōu)越的生產(chǎn)方式，真正地使河南省農(nóng)業(yè)邁入一條高效、高產(chǎn)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展之路。

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(責任編輯：朱秀英)

AnalysisoftheefficiencyofagriculturalmechanizationinHenanProvincebasedonDEAmodel

MAO Yilin

(Tourism Vocational College of Zhengzhou,Zhengzhou 450009,China)

This paper，based on data envelopment analysis,selected the agricultural machinery input and output data of 18 cities in Henan Province in 2009—2014 as indicators,to measure the efficiency of agricultural mechanization level.The results showed that 9 cities’ input in agricultural machinery is always effective in the past five years,while 6 of the rest 9 cities are less effective,and 3 are relatively ineffective in the past five years,and to further analyze the calculation results of DEA in 2014,this paper puts forward the improvement scheme to improve agricultural machinery input efficiency of Henan Province and policy suggestions.

DEA model;agricultural mechanization;technology efficiency

F323

：A

2015-07-01

河南省政府決策研究招標課題項目(2015B048)

毛藝林(1963-)，女，安徽碭山人，副教授，主要從事經(jīng)濟和管理學方面的研究。

1000-2340(2016)03-0427-07