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基于DEA 模型的江苏省204 国道样带区农业生产效率评价


第 32 卷 第 2 期 2010 年 2 月 文章编号: 1007-7588 (2010) 02-0353-06

2010, (2) 353-358 32 :

Resources Science

Vol.32, No.2 Feb., 2010

基于 DEA 模型的江苏省 204 国道 样带区

农业生产效率评价
(1.中国科学院地理科学与资源研究所, 北京 100101; 北京市丰台区建筑市政设计所, 2. 北京 100071; 3.中国土地矿产法律事务中心, 北京 100034)
2 张潆文 1,, 张富刚 3, 陈玉福 1



要: 进行农业生产效率综合评价研究, 有助于全面了解区域农业发展趋势及其对经济发展的影响。本文

以江苏省 204 国道样带区为研究区域, 选取 1980 年、 1990 年、 2000 年和 2007 年四期农业生产投入和产出类指标, 运 用 DEA 模型方法开展了农业生产效率实证研究。结果表明: ①改革开放以来, 整个区域农业综合技术效率水平呈 先下降后上升趋势, 其中 1980 年综合效率平均值最高, 0.9679, 达 1990 年最低, 0.9322; 为 ②除如皋市外, 中部其他 水平、 科技水平等因素之间并不存在着必然的联系; ③灌南、 滨海、 东台 3 个地区农业综合技术效率、 纯技术效率和 规模效率均一直处于有效状态; 响水县一直处于纯技术效率有效、 规模效率无效状态; 常熟市农业纯技术效率和规 业发展政策导向、 管理与技术进步等情况, 具有一定的决策参考价值。 关键词: 农业生产效率; DEA 模型; 样带; 国道; 204 江苏省 模效率均一直处于无效状态; 其他地区都在不断变化中。农业生产效率评价结果基本反映了过去 30 年来我国农

地区农业经济效率普遍较高, 南部和北部地区农业综合效率变化幅度较大, 农业综合效率的高低与地区经济发展

1 引言
当前, 我国经济社会已步入效率型、 质量型发 展阶段。随着全球资源供给日趋紧张, 生态环境压 力不断加大, 《中华人民共和国循环经济促进法》 以 为代表的法律法规, 以及严格落实节能减排责任 制、 实施最严格土地节约集约利用政策等一系列宏 观调控举措相继出台与实施。农业作为国家的基 础产业, 处在经济社会转型发展的前沿阵地, 提高 农业生产效率, 引导农业生产方式由粗放型向集约 型的快速转变, 是建设农业现代化的根本要求, 是 实现资源环境与经济社会协调发展、 城市与农村一 体化发展的重要途径。因此, 农业生产效率问题逐 步成为政府关注的焦点、 学界研究的热点。 农业生产效率研究由来已久, 具有良好的工作 基础。从评价方法来看, 当前关于生产效率评价的 主流方法主要包括两种: 参数方法与非参数方法,
收稿日期: 2009-04-16; 修订日期: 2009-09-25

其 中 参 数 方 法 以 随 机 前 沿 分 析 技 术(Stochastic Frontier Analysis, 技术) SFA 为代表, 非参数方法以 DEA) 为代表。由于数据包络分析方法 (DEA) 具备 客 观 、 致 、 行 等 优 点 , 此 自 从 1978 年 A. 细 可 因 数 据 包 络 分 析 方 法(Date Envelopment Analysis, Charnes 等学者创立以来, 被广泛应用于生产效率评 价中 [1]。经过不断改进, DEA 方法已经延伸发展出 CCR、 BBC、 FG、 等 诸 多 成 熟 模 型 , 及 以 ST 以 介绍、 并系统引用国外非参数 DEA 方法 [4-6], DEA 方 早在 20 世纪 80 年代后期, 我国一些学者开始尝试 法也从此被应用于农业生产效率研究[7-10]。从研究 内容看, 农业生产效率研究主要围绕技术效率、 配 置效率和规模效率三方面, 尤其后两者备受经济学 界和地理学界的关注。但总体而言, 以往研究更多 围绕某一地区或某一时点展开, 缺乏对长时间序列 Maimquist 生产率指数为代表的诸多研究方法 [2,3]。

基金项目: 国家自然科学基金重点项目(编号: 40635029); 国家科技支撑计划课题(编号: 2008BAJ08B03)。 通讯作者: 陈玉福, E-mail: chenyf@igsnrr.ac.cn

作者简介: 张潆文, 山西运城市人, 女, 硕士, 主要研究方向为城市规划、 农村经济与土地利用。E-mail: changyuebj@163.com

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跨度 (如几十年) 典型类型区内部多个地区农业生 、 产效率的综合探讨。 江苏省地处我国东部沿海地区, 经济社会实力 较强, 区域内部差异显著, 目前已进入快速转型发 展阶段 。改革开放以来, 江苏省在快速工业化和 城镇化的驱动作用下, 农业与农村发展改革创新与 实践探索力度加大, 农业与农村发展步伐不断加 快, 农业生产多元化特征鲜明。204 国道样带区南 北跨度较大, 基本涵盖了江苏省农业与农村发展的 各种区域类型, 具有很强的典型性和代表性。本文 以江苏省 204 国道样带区为研究区域, 运用 DEA 模 型方法, 对改革开放以来近 30 年的农业综合技术效 率、 纯技术效率、 规模效率进行全面评价, 深入揭示 农业生产效率的时间演变规律和空间差异格局, 进 而揭示该区农业发展所面临的关键性问题, 为制定 和实施科学农业发展决策、 指导现代农业建设提供 重要参考。
[11]

2.2 研究方法 本文运用非参数效率评价方法-数据包络分析 方法 (DEA) 对样带区农业生产水平进行定量评 , 价。考虑到农业部门高投入、 高风险的实际情况, 在投入导向型假设下, 运用衡量决策单元在可变规 农业生产效率进行研究分析。 模下的 DEA 中的 C2GS2 模型, 对样带区 15 个县 (市)
13] 数据包络方法的 C2GS2 模型公式具体如下[12, :

(1)

2 研究区域概况与研究方法
2.1 研究区概况 单元 (图 1) 。区域南北跨度较大, 内部差异显著, 农 江苏省 204 国道样带区包括 4 地市的 15 个县域

这里假设每一个决策单元 (DMU) m 种产出, 有 n 种投入, 共有 DMU 个 i。式中 Xij 表示第 j 个 DMU 的 第 i 种投入; yj 表示第 j 个 DMU 的第 r 种产出的数 Y 量; j 表示第 j 个决策单元的权值; k 为纯粹技术 λ PTE 效率, 越接近 1, 表示越有效。 投入没有充分利用而导致低效率的减少, 即产

业与农村发展类型多样, 是东部沿海地区乃至全国 农业与农村发展的典型类型区。以赣榆县、 灌云县 为代表的北部地区农业资源条件相对优越, 传统农 业生产占据主导; 而以昆山市和常熟市为代表的苏 南地区都市农业、 园区农业等现代农业形态特征鲜 明, 农业结构转型特征明显, 农业发展定位已由过 去单纯的生产功能为主转为生产、 生态、 社会等复 合功能为主。2007 年全区域农林牧渔业总产值合 计达 737.85 亿元, 其中东台市高达 103.75 亿元, 常 熟市则仅为 33.10 亿元, 两者相差 3.13 倍。区域农 业产业结构逐步趋于多元化和综合化, 1980 年 -2007 年 区 域 种 植 业 比 重 从 68.18% 下 降 到 4.84%。在快速工业化、 城镇化不断拉动农业与农 问题。如农业生产地位有所下降, 农业发展速度有 加大, 城乡发展差距正逐步拉大, 2007 年样带区城 问题严重。开展农业生产效率研究, 探寻提高农业 径, 显得十分必要和迫切。 http://www.resci.cn 所放缓, 9.05%下降到 4.77%; 从 农民持续增收难度 乡收入比达到 3.10; 资源供给矛盾突出, 生态环境 生产效率、 实现区域协调与城乡统筹发展的新途

生了松弛[14]。相对于其他绩效评估方法, 差额变数 分析正是 DEA 模型的特点。把非负偏差变量 S- 与

村加速发展的同时, 农业与农村发展也面临着一些

Fig.1 Transect area along the National Highway 204 in Jiangsu Province

图 1 江苏省 204 国道沿线南北样带区

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S+作为松弛变量引入公式 (1) 可以测量出相对无效 , 的 DMU 的过量投入与不足产出, 从而使 DMU 的管 理者明确在资源运用上应走的方向与所需改善的 幅度, 即效率值未达 1 的 DMU 需减少投入量。据 区各种投入要素的松弛度, 即可以压缩的投入。
*

县为 0.736 (表 1) 。从区域内部情况来看, 除如皋市 外, 中部其他地区农业综合技术效率普遍较高; 而 和南部地区农业综合技术效率差异并不显著。位 于南部地区的昆山市和张家港市较高, 常熟市较 低, 位于北部地区的灌云县和响水县较低, 赣榆县 和灌南县较高。这说明农业综合技术效率的高低 与地区经济发展实力、 科技管理水平等因素之间并 不存在着必然的联系, 其内在影响作用机制有待更 进一步研究。 3.2 纯技术效率和规模效率分析 为深入分析改革开放以来各地区农业生产效 率情况, 进一步分析各地区纯技术效率和规模效率 情况 (表 2、 3) 具体如下: 表 , (1) 纯技术效率与规模效率均一直有效的地 与江苏省经济发展 “南强北弱” 格局不同的是, 北部

此, 采用差额变数分析农业生产效率纯技术无效地 利用软件 DEAP2.1 测算农业生产效率, 设最优
* * *

解δ 为评价 DMUO 在可变规模情况下的技术效率, S 为规模效率, 为 DMUO 在固定规模情况下的技 θ
*

术效率, S =θ /δ , 则 用来评价 DMUO 的规模效率情
*

况。其中, 、 、 分别代表综合技术效率、 θ δ S 纯技术
* * * *

*

*

效率、 规模效率。θ =1 代表是此地农业生产是有效 规模效率偏低, 表明在一定技术水平上, 农业生产 规律, 仍有提升的潜力; 各标准数值越高, 代表效率 越高。 2.3 评价指标选取与数据来源

的; =1 而 S =1 代表此地农业生产仅为技术有效, δ 资源的投入没有达到最佳规模, 根据规模报酬递增

区。1980 年、 1990 年、 2000 年和 2007 年 4 个时期, 研究区农业纯技术效率与规模效率均一直保持有 这说明这些地区农业与农村发展的总体情况较 好。这类地区都属于农业生产基地大县, 水土资源 丰富, 农产品数量大、 品质优良, 是江苏乃至全国的 棉粮林及特色经济产物基地, 其中东台县更是江苏 省 “高效农业规模化先进县” 。今后, 应以农业区划
表 1 1980 年、 1990 年、 2000 年和 2007 年样带区 各地区农业综合技术效率情况
Table 1 Assessment results of agriculture comprehensive technology efficiency of the research region in 1980, 1990, 2000 and 2007 样带区县市 赣榆县 灌云县 灌南县 响水县 滨海县 阜宁县 建湖县 大丰市 东台市 海安县 如皋市 通州市 张家港市 常熟市 昆山市 1980 1.000 0.998 1.000 0.870 1.000 0.972 1.000 0.956 1.000 0.968 1.000 0.924 1.000 0.879 0.952 1990 1.000 1.000 1.000 0.910 1.000 0.714 0.814 1.000 1.000 0.945 1.000 0.900 1.000 0.766 0.934 2000 0.937 0.924 1.000 0.945 1.000 0.978 0.989 1.000 1.000 1.000 0.621 1.000 0.882 0.905 1.000 2007 0.967 0.736 1.000 0.920 1.000 0.949 1.000 1.000 1.000 1.000 0.824 0.984 0.949 0.904 1.000

为全面客观反映区域农业生产效率的总体状 况, 选择投入和产出两类指标进行综合评价分析, 其中投入指标包括耕地面积、 农林牧渔从业人员、 农业机械总动力、 农用化肥施用量、 农村用电量、 有 效灌溉面积; 产出指标是农林牧渔业总产值。 及数据资料的可获取性, 选取了 1980 年、 1990 年、 2000 年和 2007 年 4 个年份作为研究时间点。所需 统计数据来源于 《江苏五十年》《江苏农村经济 50 、 年》《江苏统计年鉴》 、 (1991 年, 2001 年, 2008 年) 、 济统计年鉴》 (2001 年) 。 结合江苏省农业与农村发展的阶段性特征以

效的地区共 3 个, 分别是灌南县、 滨海县和东台县,

《江苏省农业统计资料》 (1981 年) 《江苏省农村经 和

3 结果与分析
3.1 综合技术效率分析 均水平呈先下降后上升趋势, 1980 年综合技术效率 平 均 值 为 0.9679, 1990 年 降 为 0.9322, 2000 年 和 看, 1990 年有 8 个地区外, 除 其他 3 个年份均有 7 个 态; 1980 年各地区农业综合技术效率比较接近, 而 2007 年分别增长为 0.9454 和 0.9489。从各年份来 地区农业综合技术效率有效。其中, 1980 年以来, 灌南、 滨海、 东台 3 个地区农业生产一直处于有效状 其他年份都存在大幅波动情况, 1990 年阜宁县最 低, 0.7140, 为 2000 年如皋县为 0.6210, 2007 年灌云 1980 年以来, 整个研究区农业综合技术效率平

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表 2 1980 年、 1990 年、 2000 年和 2007 年样带区 各地区农业纯技术效率情况
Table 2 Assessment results of agriculture pure technology

资 源 科 学

第 32 卷 第 2 期 表 3 1980 年、 1990 年、 2000 年和 2007 年样带区 各地区农业规模效率情况

Table 3 Assessment results of agriculture scale efficiency of the research region in 1980, 1990, 2000 and 2007 样带区县市 赣榆县 灌云县 灌南县 响水县 滨海县 阜宁县 建湖县 大丰市 东台市 海安县 如皋市 通州市 张家港市 常熟市 昆山市 1980 1.000 0.998 1.000 0.87 1.000 0.995 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1990 1.000 1.000 1.000 0.91 1.000 0.947 0.869 1.000 1.000 0.968 1.000 0.928 1.000 0.961 0.934 2000 0.937 0.991 1.000 0.945 1.000 0.978 0.989 1.000 1.000 1.000 0.783 1.000 0.882 0.993 1.000 2007 0.967 0.986 1.000 0.92 1.000 0.949 1.000 1.000 1.000 1.000 0.973 0.984 0.978 0.949 1.000

efficiency of the research region in 1980, 1990, 2000 and 2007 样带区县市 赣榆县 灌云县 灌南县 响水县 滨海县 阜宁县 建湖县 大丰市 东台市 海安县 如皋市 通州市 张家港市 常熟市 昆山市 1980 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 0.978 1.000 0.965 1.000 0.969 1.000 1.000 1.000 0.959 0.977 1990 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 0.753 0.937 1.000 1.000 0.977 1.000 0.97 1.000 0.797 1.000 2000 1.000 0.933 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 0.793 1.000 1.000 0.911 1.000 2007 1.000 0.746 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 0.847 1.000 0.971 0.952 1.000

为手段, 强化农业生产功能分区, 继续完善农业基 础设施建设, 逐步搭建农产品市场营销网络; 并充 分借鉴和吸收先进的农业规模生产技术与管理经 验, 优先建设大型农业基地, 引领我国东部沿海地 区现代农业发展的新方向。 (2) 一直处于纯技术效率有效而规模效率无效 状态的地区。只有响水县属于此类。虽然本地区 农业纯技术效率有效, 但规模效率偏低, 1980 年、 1990 年 、 2000 年 和 2007 年 分 别 为 0.870、 0.910、 0.945 和 0.920, 这说明本地区农业生产规模优势没 有发挥出来, 尚处于规模报酬递增状态, 农业生产 潜力较大。据此认为, 今后应在快速工业化和城镇 化进程中, 依托自然资源丰富, 海岸线绵长等良好 的资源禀赋条件以及农产品种多样的农业生产条 件, 创新应用先进技术手段与方法, 注重加强农业

生产的科学规划和管理, 整合零散农业生产资源, 加大农业生产投入力度, 引导农业生产向高效化和 优质化方向发展, 促进农业生产迈上新台阶。 (3) 纯技术效率和规模效率一直处于无效状态 的地区。只有常熟市属于此类。为了把握由于投 入没有充分利用而导致效率低下的程度, 进一步分 析本地区农业生产效率松弛度情况 (表 4) 。从各生 产要素松弛度分析结果来看, 改革开放以来, 本地 区劳动力资源利用一直比较充分; 与之形成鲜明对 比的是, 农业灌溉投入一直存在过剩问题, 并呈加 剧趋势。自本世纪以来, 以耕地为代表的土地资源 利用也逐步出现低效利用问题; 化肥、 电力等生产 资料利用效率得到有效提高。今后应严格遏制土 地抛荒、 撂荒现象, 继续提高复种指数, 充分发挥耕 地资源禀赋基础好的优势条件, 提高耕地集约利用

表 4 1980 年、 1990 年、 2000 年和 2007 年常熟市各要素松弛度分析
Table 4 Analysis of laxity value of all the indexes in Changshu in 1980, 1990, 2000 and 2007 年份 1980 1990 2000 2007 耕地面积 (万 hm2) 0.000 0.000 0.411 1.658 农林牧渔从业人员 (万人) 0.00 0.00 0.00 0.00 农业机械总动力 (万 kW) 8.09 0.00 0.00 1.34 农用化肥施用量 (万 t) 0.52 0.03 0.00 0.00 农村用电量 (亿 kW h) · 0.44 1.02 3.74 0.00 有效灌溉面积 (万 hm2) 1.115 0.442 0.771 2.042

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张潆文等: 基于 DEA 模型的江苏省 204 国道样带区农业生产效率评价

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水平; 充分发挥农业机械化和基本农田建设水平较 高的优势, 逐步将这种优势转化为农业生产综合效 益。实施自然资源、 人力资源、 管理组织等农业生 产要素整合, 积极探索建立工业反哺农业、 城市带 动农村的新机制, 加快建立农业合作实验区、 特色 农产品基地, 引导农业健康持续发展。 除上述 3 种类型外, 大多数地区农业纯技术效

这是工业化与城镇化快速推进背景下各项国家及 地方政策在不同地区响应效果差异的结果。 农业生产效率本身内涵复杂, 其评价研究涉及 内容广、 类型多, 对评价指标的选取、 度量等均具有 较高的要求。但受研究区数据资料的限制, 本文只 选取了投入和产出两类七个指标, 有待进一步细化 完善。另外, 对于农业生产效率的内在驱动因素、 影响机制也有待深入探讨, 以便于能够更直接地服 务于指导现代农业建设发展决策。
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率与规模效率都处于不断变化中。总体来看, 农业 现在本世纪初期。其中, 2000 年以来, 以海安县、 阜

技术效率与规模效率发生明显转变的时点大致出 宁县、 大丰市、 昆山市为代表的一些地区农业生产 效率呈现明显提高趋势, 而赣榆县、 如皋市、 张家港 市等地区农业生产效率呈下降趋势; 其他一些地区 农业生产效率状态变化比较频繁, 规律尚不明显。 农业生产效率的这些变化态势, 基本反映了我国农 业发展的政策导向、 管理与技术进步程度等总体情 况, 只不过各种影响或作用在不同地区的体现程度 有所差异而已。尤其 2000 年以来, 国家针对各地区 出现农业生产发展缓慢的现状, 相继加大政策支农

惠农力度, 农业投入普遍加大, 农业生产的规模化、 高效化、 集约化水平逐步提高, 农业生产效率日益 提升。但同时, 由于受到大规模建设占用导致耕地 数量减少、 质量下降, 农业劳动力数量锐减、 质量不 高等影响, 一些地区农业生产发展受阻严重, 农业 生产效率出现了一定程度下降。

4 结论与展望

业综合生产效率最高。进入新世纪, 国家采取了系 列措施加快农业生产与农村发展步伐, 农业生产效 率有所提升, 但仍存在一定的潜力空间。相对南部 和北部地区, 中部地区农业生产效率较高; 但与经

改革开放初期, 江苏省 204 国道沿线样带区农

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济实力水平 “南强北弱” 格局不同, 农业生产效率南 北之间差异不大, 这说明农业生产效率并不完全由 经济水平决定。从各地区农业生产效率的总体变 化趋势来看, 2000 年是一个拐点, 在此拐点前后, 有 的地区农业生产效率在逐步提升, 有的出现下降,

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第 32 卷 第 2 期

An Assessment of Agricultural Production Efficiency Using the DEA Model in a Transect Area along the National Highway 204 in Jiangsu Province
(1. Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China; 2. Beijing Fengtai Architectural & Municipal Design Institute, Beijing 100071, China; 3. China Law Center for Land and Resource, Beijing 100034, China)

ZHANG Yingwen1,2, ZHANG Fugang3, CHEN Yufu1

Abstract: With the implementation of reform and opening up policies, the development of agriculture and rural areas are experiencing a transition period, characterized by the shift from the traditional and single agricultural development modes to the modern and integrated agricultural development modes and from planned rural economy to the market economy system, particularly over the eastern coastal developed areas. It is essential to improve agricultural resources use efficiency for modern agricultural development. The present study about improving agricultural production efficiencies would provide meaningful reference to capture major agricultural development trends and to quantify their influences on the whole economic development. The Data Envelopment Analysis (DEA) model is a quantitative evaluation method to reliably evaluate agriculture production efficiency. In this paper, the model was adopted to evaluate the agriculture production efficiency in a typical region along the national highway 204 in Jiangsu Province, China. Seven indexes depicting agriculture production inputs and outputs in 1980, 1990, 2000 and 2007 were selected, i.e., the cultivated area, the total power of agricultural machinery, the rural electricity consumption, the irrigated area, and the cross output value of farming. The results are shown as follows; 1) Since the late 1970s, the agriculture production efficiencies has decreased by the year 1990 and then increased since year 2000. In year 1980, the average value of agriculture production efficiencies across the whole region peaked, showing a value of roughly 0.9679. In 1990, it was found to be the lowest, with a value of 0.9322; 2) The agricultural efficiencies of the counties in the middle areas were higher than that in the south and the north except Rugao County. The interannual variations in agricultural efficiencies were relatively large in the south and north regions. There was no pronounced relationship between the levels of comprehensive agricultural efficiencies and the levels of regional economic, scientific and technological developments; 3) Since the 1980s, of all fifteen counties, Guannan, Binhai and Dongtai counties have always showed effective agriculture productions. However, Xiangshui County generally exhibited ineffective productions primarily due to inadequate output or excessive input in the arable land, workers, and mechanization. To this end, a series of measures should be taken to direct agriculture sustainable development here in the future. In Xiangshui County, the agriculture technology efficiency was found to be relatively high whereas the scale efficiency was always low. In other counties, the agriculture production efficiencies showed large differences. The agriculture production efficiencies can generally reflect overall agriculture development policies, management modes and technological development over the study region in the past thirty years. It is necessary to further study agricultural production efficiency for decision-making in the future. Key words: Agriculture production efficiency; DEA model; Transect; Jiangsu Province
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