杜怡銳 王輝

摘 要：耕地是人類社會(huì)生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。本文從經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益兩個(gè)維度對耕地利用生態(tài)效率的概念進(jìn)行了界定。將耕地利用生態(tài)效率評價(jià)指標(biāo)體系分為三個(gè)部分，分別為投入、產(chǎn)出、非期望產(chǎn)出。將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的碳排放作為非期望產(chǎn)出納入指標(biāo)體系。使用帶有非期望產(chǎn)出的超效率SBM模型，測算2010-2021年我國糧食主產(chǎn)區(qū)13個(gè)省級行政區(qū)的耕地利用生態(tài)效率。運(yùn)用空間自相關(guān)模型分析耕地利用生態(tài)效率在空間上的演變特征。研究結(jié)果表明：我國糧食主產(chǎn)區(qū)耕地利用生態(tài)效率在2010-2021年間呈現(xiàn)穩(wěn)步上升趨勢，不同區(qū)域之間具有明顯的差異。從全局的視角來看，我國糧食主產(chǎn)區(qū)耕地利用生態(tài)效率具有一定空間自相關(guān)性，存在鄰近溢出效應(yīng)。本文以耕地利用生態(tài)效率的時(shí)間空間演變特征為基礎(chǔ)，針對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在的問題，提出了針對性的建議。

關(guān)鍵詞：耕地利用生態(tài)效率；時(shí)空演變；糧食主產(chǎn)區(qū)

作者簡介：杜怡銳（2001- ），女，河南南陽人，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院碩士研究生，研究方向?yàn)榫G色金融；王輝（1991- ），女，河南南陽人，湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院財(cái)務(wù)處中級會(huì)計(jì)師，研究方向?yàn)樨?cái)務(wù)管理。

一、引言

在當(dāng)前國際背景下，各種風(fēng)險(xiǎn)因素的存在使得全球糧食流動(dòng)和供應(yīng)出現(xiàn)了較大的不確定性，逐漸興起的貿(mào)易保護(hù)主義使得國外糧食的進(jìn)口困難重重[1]。因此，在土地資源的限制下，在土地的利用率得到進(jìn)一步提升的同時(shí)，又能保證耕地利用的可持續(xù)發(fā)展，成了當(dāng)下的熱門議題[2]。我國作為人口大國，糧食安全始終是我們需要關(guān)注的問題。然而在糧食持續(xù)增產(chǎn)及農(nóng)業(yè)GDP不斷增加的同時(shí)，耕地縮減、土地污染等問題也日漸顯現(xiàn)，農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程受到了阻礙[3]。因此，本文對耕地利用生產(chǎn)效率的時(shí)間演變和空間格局演變進(jìn)行描述和分析，有利于給改善糧食生產(chǎn)基地的生態(tài)效益，減少對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的環(huán)境影響提供理論支持。

國內(nèi)外學(xué)者對于生態(tài)效率的指標(biāo)體系、測算方法的選擇以及各個(gè)不同領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用等方面展開了相應(yīng)探究，并取得了一定的成果。

從研究層面上來講，有關(guān)生態(tài)效率的運(yùn)用仍集中于企業(yè)、區(qū)域及行業(yè)等方面，而對于農(nóng)業(yè)方面或者城市生態(tài)效率的研究則尚處于起步階段。Ren等通過測算2000年至2013年中國30個(gè)省份的生態(tài)效率，得到三個(gè)不同的環(huán)境法規(guī)對該地區(qū)生態(tài)效率的影響[4]。Shao和Yu等利用方向距離函數(shù)對2007年至2015年的中國工業(yè)園區(qū)的生態(tài)效率進(jìn)行分析，將工業(yè)過程分為三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子過程，即生產(chǎn)、廢水和廢氣處理過程[5]。

既有的部分研究也多以 DEA 模型為建構(gòu)基礎(chǔ)。有學(xué)者通過評估波蘭小規(guī)模農(nóng)場的生態(tài)效率，并根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)確定生態(tài)效率與制度變量在新制度經(jīng)濟(jì)學(xué)的框架下的關(guān)系。Maia等從投入產(chǎn)出的角度對農(nóng)業(yè)部門的生態(tài)效率進(jìn)行測算，并探索了環(huán)境和經(jīng)濟(jì)因素對生態(tài)效率的影響[6]。

雖然各位學(xué)者從投入產(chǎn)出角度較為全面地構(gòu)建了生產(chǎn)效率的評估指標(biāo)體系，但是忽略了整個(gè)生產(chǎn)過程中的環(huán)境要素。因此，部分學(xué)者綜合考慮農(nóng)業(yè)面源污染，進(jìn)一步考察農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，也有學(xué)者將面源污染納入到耕地利用效率評價(jià)指標(biāo)體系中。此外，在研究內(nèi)容上，將經(jīng)濟(jì)學(xué)與地理信息技術(shù)相結(jié)合，涉及生態(tài)效率研究空間溢出效應(yīng)在空間上的演變趨勢仍然較少，而準(zhǔn)確探究生態(tài)效率的空間演變趨勢有助于實(shí)現(xiàn)區(qū)域間的協(xié)同發(fā)展。

鑒于此，本文結(jié)合我國糧食主產(chǎn)區(qū)的實(shí)際情況，建立了合適的耕地利用生態(tài)效率評價(jià)指標(biāo)體系，將碳排放作為非期望產(chǎn)出納入指標(biāo)體系。結(jié)合空間計(jì)量，從時(shí)間和空間的角度來分析耕地利用生態(tài)效率的演變特征，為我國糧食主產(chǎn)區(qū)提高農(nóng)業(yè)生態(tài)效率提供針對性建議。

二、研究方法與數(shù)據(jù)來源

（一）超效率SBM模型

在使用傳統(tǒng)的DEA模型時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)多個(gè) DMU測算值為1的情況。若投入和產(chǎn)出的指標(biāo)較多，則在測算結(jié)果會(huì)出現(xiàn)多個(gè)效率值為1的情況。而傳統(tǒng) DEA模型得到的效率值最大值為1，一旦DMU的效率值計(jì)算結(jié)果達(dá)到有效，則在結(jié)果中均顯示為1，無法進(jìn)一步區(qū)分比較DMU的實(shí)際效率。

超效率模型的優(yōu)勢在于有效 DMU的超效率值可以超越1的限制。從而方便進(jìn)一步對DMU的效率值進(jìn)行比較和區(qū)分。其公式如下：

其中，[n]為決策單元的數(shù)量；[m，s1，s2]分別為投入、產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出的數(shù)量；[sxi，syk，szl]分別為投入、產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出的松弛量；[λ]為權(quán)重向量。

（二）空間自相關(guān)模型

全局空間自相關(guān)是用來描述整個(gè)研究區(qū)域上空間對象之間的關(guān)聯(lián)程度。本文使用全局莫蘭指數(shù)對耕地利用生態(tài)效率進(jìn)行空間相關(guān)性特征檢驗(yàn)。其檢驗(yàn)的結(jié)果由全局莫蘭指數(shù)反映，計(jì)算公式為：

其中，[xi，xj]表示評價(jià)單元[i，j]的空間屬性（[i≠j]），[n]為研究區(qū)域評價(jià)單元總數(shù)目，[x]為研究期限內(nèi)耕地利用生態(tài)效率的平均值，[σ2]為研究樣本的方差。[wij]為空間權(quán)重矩陣。

本文參考馬林燕[7]等人的研究，分別建立地理距離矩陣和經(jīng)濟(jì)距離矩陣。其中地理距離矩陣用兩個(gè)省份距離絕對值的倒數(shù)表示，經(jīng)濟(jì)距離矩陣則以各省份人均GDP在研究期間差值的倒數(shù)表示。

（三）指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)來源

1. 指標(biāo)選取

耕地利用生態(tài)效率應(yīng)該綜合反映耕地利用與生態(tài)保護(hù)的協(xié)調(diào)關(guān)系。耕地利用生態(tài)效率評價(jià)指標(biāo)體系應(yīng)該包括投入、期望產(chǎn)出及非期望產(chǎn)出3個(gè)方面。具體指標(biāo)選取參考劉蒙罷[8]和文高輝[9]等人的研究。

從投入的角度來考慮，選取農(nóng)作物的實(shí)際播種面積作為耕地投入衡量指標(biāo)，由于勞動(dòng)力投入難以直接衡量，所以選擇間接計(jì)算農(nóng)業(yè)就業(yè)人數(shù)，而在生產(chǎn)進(jìn)行過程中的農(nóng)藥化肥使用量就以農(nóng)藥化肥折純量表示，農(nóng)機(jī)投入同理。

從產(chǎn)出的角度來考慮，選取農(nóng)業(yè)產(chǎn)值及糧食總產(chǎn)量表征評價(jià)系統(tǒng)中的社會(huì)經(jīng)濟(jì)維度，反映耕地利用過程中的期望產(chǎn)出。

從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的負(fù)外部性來考慮，使用農(nóng)藥化肥所造成的面源污染由于區(qū)域差別過大和其數(shù)據(jù)的不宜獲得，其測算結(jié)果具有一定的不確定性，所以將其排除在指標(biāo)體系之外。本文選取耕地利用過程中所產(chǎn)生的碳排放量替代耕地利用生態(tài)效率評價(jià)指標(biāo)體系中的非期望產(chǎn)出，作為衡量非期望產(chǎn)出的重要指標(biāo)，碳排放的計(jì)算中各類碳源碳排放系數(shù)參考丁寶根[10]等人的研究如表1所示。

表1 耕地利用生態(tài)效率指標(biāo)評價(jià)體系

[變量類型 變量 指標(biāo)解釋 投入指標(biāo) 耕地實(shí)際投入/千公頃 農(nóng)作物實(shí)際播種面積 勞動(dòng)力投入/萬人 第一產(chǎn)業(yè)就業(yè)人員×（農(nóng)業(yè)產(chǎn)值/農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)值） 農(nóng)藥化肥投入/萬噸 農(nóng)藥化肥折純量 農(nóng)機(jī)投入/萬千瓦 農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力 產(chǎn)出指標(biāo) 農(nóng)業(yè)產(chǎn)值/億元 農(nóng)業(yè)產(chǎn)值 糧食產(chǎn)量/噸 糧食產(chǎn)量 非期望產(chǎn)出指標(biāo) 碳排放量/噸 化肥農(nóng)藥農(nóng)機(jī)的使用、翻耕等產(chǎn)生的碳排放 ]

2. 數(shù)據(jù)來源

測算耕地利用生態(tài)效率的投入與產(chǎn)出的相關(guān)數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計(jì)局、《中國農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》（2010-2021年）、各省農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒（2010-2021年）。碳排放數(shù)據(jù)則通過各類碳源碳排放系數(shù)與化肥農(nóng)藥、農(nóng)膜、農(nóng)機(jī)、翻耕灌溉等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)相乘匯總而得。

三、結(jié)果分析

（一）耕地利用生態(tài)效率時(shí)間演變特征分析

1. 糧食主產(chǎn)區(qū)總體時(shí)間演變特征分析

從平均值變動(dòng)來看，我國糧食主產(chǎn)區(qū)耕地利用生態(tài)效率在2010-2021年間具有穩(wěn)步上升的趨勢。生態(tài)效率的均值由2010年的0.45增加到了2021年的0.78，共增長了0.33，整體水平由低效率轉(zhuǎn)變?yōu)檩^高效率。

2017年我國糧食主產(chǎn)區(qū)生態(tài)效率的平均水平達(dá)到了0.62，可以視為正式擺脫了低效率分區(qū)。但2011-2019年間平均耕地利用生態(tài)效率均處于0.6上下，表明我國糧食主產(chǎn)區(qū)耕地利用生態(tài)效率在一段較長的時(shí)間內(nèi)未能出現(xiàn)明顯增長，說明在此研究期間大部分地區(qū)仍存在較大的資源優(yōu)化配置與環(huán)境保護(hù)發(fā)展的需求。

通過觀察我國糧食主產(chǎn)區(qū)耕地利用生態(tài)效率的變動(dòng)趨勢，可以發(fā)現(xiàn)隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和農(nóng)業(yè)集約化的發(fā)展，我國13個(gè)糧食主產(chǎn)區(qū)的耕地利用生態(tài)效率呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。從整體的投入產(chǎn)出占比來看，象征著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的農(nóng)藥化肥投入和農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力投入正在逐步替代作為勞動(dòng)力投入象征的農(nóng)業(yè)就業(yè)人數(shù)，從而使得投入產(chǎn)出的比值不斷升高，但同時(shí)農(nóng)藥化肥和農(nóng)用機(jī)械的使用也會(huì)帶來大量的碳排放。高污染、高碳排與耕地利用的可持續(xù)發(fā)展顯然是相悖的。根據(jù)本文的統(tǒng)計(jì)估算，2020年我國糧食主產(chǎn)區(qū)在農(nóng)業(yè)活動(dòng)中所產(chǎn)生的碳排放已達(dá)到4619.56千萬噸，對于生態(tài)環(huán)境造成了一定壓力。

2. 各糧食主產(chǎn)區(qū)時(shí)間演變特征分析

由表2所示，我國各糧食主產(chǎn)區(qū)耕地利用生態(tài)效率具有明顯的差異。

截至2021年，黑龍江、四川、吉林、遼寧的耕地利用生態(tài)效率數(shù)值達(dá)到1，表明13個(gè)省區(qū)中已有4個(gè)省區(qū)的生態(tài)效率達(dá)到充分有效；而河北、安徽、湖南、湖北、內(nèi)蒙古、江西則未能達(dá)到有效水平。因此，從數(shù)據(jù)的集中水平來看，達(dá)到有效水平的省區(qū)生態(tài)效率的數(shù)值集中程度高于未達(dá)有效水平省區(qū)。在整個(gè)樣本研究區(qū)間內(nèi)，黑龍江、吉林、遼寧、江蘇、四川始終保持著耕地利用生態(tài)效率的較高水平，即始終高于同時(shí)期的除該五省的其他省份，從動(dòng)態(tài)視角來看，吉林省耕地利用生態(tài)效率波動(dòng)性最強(qiáng)，但整體增長態(tài)勢保持不變。

2010年僅黑龍江、四川、江蘇、吉林、遼寧達(dá)到當(dāng)年平均水平。隨著農(nóng)業(yè)活動(dòng)中資金技術(shù)的投入逐漸增長，2021年生態(tài)效率達(dá)到平均水平以上的仍然是這5個(gè)省份。其中，黑龍江省的生態(tài)效率數(shù)值最高，達(dá)到1.040，遼寧省以1.033的效率值位居次席，而安徽省的生態(tài)效率值最低，僅有0.543，與效率值最高的黑龍江省相比相差0.497，且從時(shí)間序列縱向來看，安徽省的生態(tài)效率水平始終處于較低水平。

其中，河南地處中原，從地理位置的角度來講屬于暖溫帶，還有一小部分地區(qū)位于亞熱帶。境內(nèi)連綿的山脈和蜿蜒的河流，使中原大地物資豐富，優(yōu)良農(nóng)產(chǎn)品眾多。雖然黑龍江耕地利用生態(tài)效率值波動(dòng)較為明顯，但整體處于同期較高水平。黑龍江則是我國重要的農(nóng)業(yè)大省，作為世界三大黑土地區(qū)域平原之一，其廣闊的平原使得農(nóng)業(yè)機(jī)械化可以在當(dāng)?shù)乜焖侔l(fā)展，而較高的緯度，氣候偏于寒冷又會(huì)使蟲害發(fā)生的頻率降低。諸多優(yōu)勢使得黑龍江成為我國一大糧食主產(chǎn)區(qū)。

而湖北、安徽及湖南區(qū)域山地丘陵地貌類型占比較多。以湖南省為例，湖南省的山地丘陵地貌超過其總面積的80%。因此，與中原地區(qū)相比，沒有足夠?qū)掗熎秸耐恋?，?xì)碎的耕地不利于農(nóng)業(yè)的機(jī)械化、集約化發(fā)展。加上水熱條件分布的不均及耕地利用的粗放經(jīng)營，造成耕地利用條件先天不足及后天乏力。

（二）耕地利用生態(tài)效率空間演變特征分析

為考察各省耕地利用生態(tài)效率的空間關(guān)聯(lián)性與差異性，對其進(jìn)行全局自相關(guān)分析。通過Stata測算我國31個(gè)省級行政區(qū)在地理和經(jīng)濟(jì)距離矩陣下的耕地利用生態(tài)效率全局Moran I指數(shù)，得到的結(jié)果如表3所示。

結(jié)果顯示，在地理距離矩陣下，研究期間所有Moran I值表現(xiàn)為正值。隨著時(shí)間的推移，我國耕地利用生態(tài)效率集聚性大于離散性，存在空間正相關(guān)性。但在經(jīng)濟(jì)距離矩陣下，全局莫蘭指數(shù)的值大部分不顯著，說明經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相近的省份尚未表現(xiàn)出明顯的溢出效應(yīng)，沒有形成完全的聯(lián)動(dòng)發(fā)展機(jī)制。

兩種空間權(quán)重矩陣下所測得的Moran I值的大小及變化趨勢存在一定差異，說明各省耕地利用生態(tài)效率在地理距離和經(jīng)濟(jì)距離間的聯(lián)系不相同。

在地理距離矩陣下，全局Moran I波動(dòng)幅度相對穩(wěn)定，且多個(gè)年份通過顯著性檢驗(yàn)。研究期內(nèi)我國省際耕地利用生態(tài)效率在地理距離上的全局空間相關(guān)關(guān)系較穩(wěn)定。

在經(jīng)濟(jì)距離矩陣下，全局 Moran I值呈現(xiàn)波動(dòng)態(tài)勢，但有多個(gè)年份未通過顯著性檢驗(yàn)，說明經(jīng)濟(jì)水平相似的省份耕地利用生態(tài)效率集聚表現(xiàn)不明顯。

全局空間自相關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，生態(tài)效率在近幾年內(nèi)的空間自相關(guān)性不強(qiáng)，相鄰空間單元關(guān)聯(lián)性較弱。但是全局自相關(guān)只是對空間自相關(guān)情況的總體描述，空間特征的演變還需要結(jié)合局部空間自相關(guān)的分析測算。

四、結(jié)論與討論

本文根據(jù)耕地利用生態(tài)效率的內(nèi)在含義，使用投入產(chǎn)出法，將耕地利用生態(tài)效率指標(biāo)體系分為三個(gè)部分，投入、產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出。把實(shí)際播種面積、農(nóng)藥、化肥、勞動(dòng)力等作為投入指標(biāo)，把農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、糧食產(chǎn)量作為產(chǎn)出指標(biāo)，并將碳排放作為非期望產(chǎn)出，構(gòu)建了耕地利用生態(tài)效率評價(jià)指標(biāo)體系。根據(jù)指標(biāo)體系的選擇，使用帶有非期望產(chǎn)出的超效率SBM模型進(jìn)行具體測算。

從時(shí)間演變特征來看，在整個(gè)研究時(shí)期即2010-2021年內(nèi)，我國13個(gè)糧食主產(chǎn)區(qū)的耕地利用生態(tài)效率呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。從整體平均水平來看，我國糧食主產(chǎn)區(qū)耕地利用生態(tài)效率增速逐漸增大，說明目前我國正在加快形成節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。從局部地區(qū)來看，糧食主產(chǎn)區(qū)13個(gè)省級行政區(qū)耕地利用生態(tài)效率具有明顯的差異，造成差異的原因主要包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自然條件、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展情況以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約化程度等。

從空間演變特征來看，我國整體耕地利用生態(tài)效率在地理距離矩陣下的全局空間自相關(guān)較為明顯，這說明我國糧食主產(chǎn)區(qū)耕地利用生態(tài)效率在空間距離上存在鄰近空間溢出效應(yīng)。

基于以上研究結(jié)論，本文提出針對性的政策建議：（1）加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展。應(yīng)當(dāng)建立健全財(cái)政支持體系，加快建設(shè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和相關(guān)科研設(shè)施，以攻破短板。力爭做到理論和實(shí)踐協(xié)同發(fā)展，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程機(jī)械化、現(xiàn)代化，突破大型農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備瓶頸，保障核心技術(shù)的自主可控。加快數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展，完善病蟲害防治體系，促進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)本增益。（2）發(fā)展多種形式適度規(guī)模經(jīng)營。加強(qiáng)和健全農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，促進(jìn)土地所有權(quán)合理有序流轉(zhuǎn)。要大力發(fā)展新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體，打造規(guī)模適中、集約生產(chǎn)、效益顯著的農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體。提高農(nóng)戶合作社的標(biāo)準(zhǔn)化和服務(wù)帶動(dòng)能力，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè)，引導(dǎo)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。以“大國小農(nóng)”國情為基礎(chǔ)，開展土地托管、統(tǒng)防統(tǒng)治等專業(yè)化社會(huì)化服務(wù)，使農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體踏入現(xiàn)代化的發(fā)展道路。（3）深入推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。樹立環(huán)保意識，加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，推進(jìn)化肥農(nóng)藥減量增效，減少對耕地土壤的污染。提倡滴灌、噴灌技術(shù)，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)。通過對農(nóng)膜、秸稈、畜禽糞污資源的循環(huán)利用，增大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中的期望產(chǎn)出，要建立有效的耕地污染情況監(jiān)察機(jī)制，加強(qiáng)耕地污染控制與修復(fù)，實(shí)行耕地輪作休耕。建設(shè)綠色農(nóng)業(yè)示范區(qū)，引導(dǎo)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

本文還存在以下局限：本文未能考慮耕地利用過程中的面源污染，后續(xù)研究可以通過實(shí)地考察確定不同地區(qū)的面源污染系數(shù)，從而得到相對準(zhǔn)確的面源污染量，并將其納入耕地利用生態(tài)效率評價(jià)指標(biāo)體系。同時(shí)，本文僅從市場化的角度考慮耕地利用生態(tài)效率評價(jià)指標(biāo)體系的期望產(chǎn)出，未能將耕地利用過程中的正向環(huán)境收益考慮在內(nèi)。因此，如何更貼近于實(shí)際情況進(jìn)行考量仍需要進(jìn)一步地探討。

參考文獻(xiàn)：

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