基于DEA-BCC模型的长江经济带粮食生产效率研究

欧阳少心

（长江大学经济与管理学院，湖北 荆州 434023）

粮食生产效率是衡量粮食生产发展的重要指标，不仅关系到中国粮食安全，还关系到中国粮食产业的国际竞争力。习近平总书记强调要保障中国粮食安全，在2020年12月的中央经济工作会议上进一步强调了要解决好种子与耕地问题。中国是农业大国，同时也是粮食进口大国，研究粮食生产效率，提高单位面积产量对中国粮食生产和粮食安全有着极为重要的理论与现实意义。因此，众多学者对此进行了大量的研究。Konde［1］认为新型生物技术能够缓解非洲的粮食危机。Ball等［2］认为资本积累可以在一定程度上促进粮食生产，提高粮食生产效率。Vicente［3］认为巴西粮食生产各投入要素的利用率较低，造成了巴西的粮食生产效率较低。Jha等［4］研究发现，印度农场的产出和规模与粮食生产技术效率和资源配置效率有密切关系。Tzouvelekas等［5］实证分析了希腊有机农场和传统农场之间的小麦生产效率，发现有机农场的粮食生产效率更高。Alemdar等［6］研究发现土地细碎化是土耳其小麦生产效率低的主要原因。Odeck［7］认为技术效率的提高会促进粮食生产效率提高。Rahman等［8］研究发现，环境因素对孟加拉国的小麦生产效率有显著影响。崔钊达等［9］研究发现，兼业和保护性耕作技术对玉米生产技术效率具有显著的提升作用，但保护性耕作技术的提升作用更加显著。黄炎忠等［10］认为兼业行为能够促进粮食生产效率。罗海平等［11］实证分析了各粮食作物的气候生产潜力，发现长江经济带的气候生产潜力小于黄淮海农业区、东北农业区、西南农业区等地区。刘成等［12］研究发现土地规模化和农机服务规模化均会提高粮食生产技术效率。匡远配等［13］研究发现农地流转会提高粮食生态效率。魏佳朔等［14］发现无偿转入土地整体上不利于粮食生产效率提升。

从已有的文献可以看出，国内外学者对粮食生产效率进行了大量的研究，但对长江经济带粮食生产效率的研究存在不足。本研究基于长江经济带各省（市）2010—2019年粮食生产的面板数据，运用DEA-BCC模型对粮食生产效率进行测算和分析，明确长江经济带粮食生产变动趋势。

1 模型选择及变量选取

1.1 DEA-BCC模型

数据包络分析法（DEA）是一种非参数分析方法，分为CCR和BCC模型，其中CCR是由Charnes提出的［15］，后Banker等在此基础上发展出了BCC模型［16］。基于此，本研究选用BCC模型，采用DEAP 2.1对长江经济带各省（市）粮食生产的纯技术效率（Sech）、规模效率（Pech）和综合技术效率（Ech）进行测算。具体如下：Sech表示投入产出的合理性，当Sech=1时为技术有效，Sech＜1时为非技术有效。Pech表示投入规模的合理性，当Pech=1时为规模有效，Pech＜1时非规模有效。Ech=Sech×Pech，表示综合技术效率，当Ech=1时为DEA有效；当Ech＜1时为非DEA有效。因此，本研究设定模型如下：

式中，xi和yi分别表示投入变量和产出变量，γi、ϑ、s-、s+分别表示各单位组合系数、效率评价指数和松弛变量［17］。当ϑ=1，s-=s+=0时，决策单元为DEA有效；当ϑ＜1时，则为非有效。

1.2 变量选取及数据来源

1.2.1 投入产出指标 参考鲁庆尧等［17］的研究成果，利用长江经济带各省（市）2010—2019年粮食生产的面板数据建立指标体系（表1）。

表1 长江经济带农业生产效率指标体系

1.2.2 数据来源 本研究数据均由长江经济带各省（市）《统计年鉴（2011—2020）》《中国统计年鉴（2011—2020）》和《中国农村统计年鉴（2011—2020）》整理得来。

2 实证分析

2.1 长江经济带各省（市）粮食生产综合技术效率

由表2可知，2010—2019年长江经济带整体粮食生产综合技术效率均值为0.852，小于1，说明长江经济带2010—2019年粮食生产未达到完全有效。从发展趋势来看，该经济带整体发展较为平稳，但效率值较低，均未超过0.9，最大仅为0.876，说明长江经济带整体粮食生产还存在较大优化空间。

表2 2010—2019年长江经济带各省（市）粮食生产综合技术效率

从各区域来看，中游地区粮食生产效率最高，为0.900，下游地区效率值排第二，为0.893，上游粮食生产效率最低，仅为0.774。从各区域发展趋势来看，中游地区发展具有波动性，2011—2014年呈下降趋势，2014—2016年有所上升，但之后又开始下降。下游地区粮食生产效率的发展趋势总体较为平缓，波动性不大。上游地区粮食生产效率总体较低，均值仅为0.774，最高值也仅0.822，且总体发展趋势也呈倒“U”形，发展形势并不乐观。各区域粮食生产发展呈上述趋势的原因是：中游和下游地区地处长江中下游平原，粮食生产条件较好，而上游多山，且云贵高原属喀斯特地貌，土地较为贫瘠，仅有四川盆地适宜粮食生产，因此上游地区粮食生产效率最低，而下游地区虽有良好的生产条件，但粮食生产重视不足，因此下游地区粮食生产效率低于中游地区。

从各省（市）来看，样本期间，仅有上海市各年粮食生产效率为1，达到了完全有效。其余省（市）中，仅有江苏省和江西省有部分年份粮食生产完全有效，其中，江苏省仅有2010—2012年粮食生产效率小于1，占总体的30%，江西省仅有2011年、2016年和2017年这3年粮食生产达到了完全有效，占总体的30%，其余省（市）均未达到完全有效。从各省（市）粮食生产效率均值来看，除安徽省、重庆市和云南省以外，其余各省（市）粮食生产效率均值均超过了0.8，其中倒数前三的重庆市和云南省均在上游地区，这也造成了上游粮食生产效率最低。各省（市）中效率值最低的云南省粮食生产效率均值仅为0.586，样本年间效率值最高仅0.609，且生产效率大于0.6的年份仅有2012年、2014年、2015年和2016年这4年，占样本的40%，说明云南省粮食生产存在较大问题。

2.2 长江经济带各省（市）粮食生产纯技术效率

由表3可知，2010—2019年长江经济带整体纯技术效率均值均大于0.9，说明该经济带整体粮食生产投入管理维持在较好水平。从区域来看，纯技术效率最高的是中游地区，其次是下游，最后是上游。其中，中游和下游的纯技术效率大于0.9，上游地区的效率值小于0.9，说明上游地区粮食生产投入管理还存在较大优化空间。

表3 2010—2019年长江经济带各省（市）粮食生产纯技术效率

从各区域发展趋势来看，中游地区纯技术效率均值虽然最高，但发展趋势不容乐观。2010—2012年中游纯技术效率均为1，粮食生产投入达到最优，但2012年以后各年纯技术效率均呈下降趋势，说明中游地区粮食生产投入管理出现较大问题。下游地区粮食生产纯技术效率的发展趋势总体较为平缓，波动性不大，但各年效率均值均大于0.9。上游地区粮食纯技术效率总体较低，均值仅为0.893，最高值也仅0.924，且总体发展趋势也呈“U”形，发展形势虽有改善，但仍有提升空间。主要原因是：中游和下游地区地处长江中下游平原，粮食生产条件要优于上游地区，因此上游地区粮食生产效率最低。

从各省（市）来看，纯技术效率达到1的省（市）有5个，说明这5个省（市）在现有的投入规模和管理体制下，粮食生产完全有效。其余各省（市）中，最高的是中游的湖北省，为0.958，因此中游地区纯技术效率未达到完全有效主要是因为湖北省纯技术效率出现了降低。最低的是上游的云南省，仅0.730，说明云南省粮食生产的投入管理还有较大优化空间。

2.3 长江经济带各省（市）粮食生产规模效率

由表4可知，2010—2019年长江经济带规模效率均值大于0.9，说明长江经济带整体粮食生产投入规模较为合理。从区域来看，规模效率最高的是下游地区，其次是中游地区，最后是上游。

表4 2010—2019年长江经济带各省（市）粮食生产规模效率

从各区域发展趋势来看，下游地区规模效率均值虽然最高，但其发展趋势呈倒“U”形，投入规模还需优化。中游地区粮食生产规模效率的发展趋势存在波动，除2018年和2019年，其余各年份效率均值均大于0.9。上游地区粮食生产规模效率总体较低，均值仅为0.866，最高值也仅0.915，且仅有2016年规模效率大于0.9，其余各年份规模效率均小于0.8。主要原因是：中游和下游的经济发展水平要高于上游地区，因此在投入规模上，中游和下游对粮食生产的投入规模要大于上游地区，投入规模也要优于上游地区。

从各省（市）来看，规模效率均值达到1的仅有上海市，说明上海市粮食生产投入规模达到最优。在其余省（市）中，最低的是上游的云南省，仅有0.809。规模效率最低的2个省（市）均在上游，分别重庆市和云南省，说明上游地区规模效率偏低的原因主要是重庆市和云南省规模效率较低。

2.4 长江经济带各省（市）规模报酬

由表5可知，长江经济带各省（市）中，仅有上海市粮食生产的规模报酬不变，说明上海市现有的粮食生产投入规模为最佳，不需调整。其余各省（市）中，江苏省2010—2012年规模报酬递增，其余各年份规模报酬均不变，因此江苏省粮食生产投入规模最佳率为70%；江西省投入规模最佳的年份为2011年、2016年和2017年，其余各年均为规模报酬递增，因此江西省投入规模最佳率为30%；其余各省（市）中，除贵州省在2017年出现规模报酬递减外，各省（市）各年份均为规模报酬递增，说明长江经济带各省（市）粮食生产趋向最优。

表5 2010—2019年长江经济带各省（市）规模报酬

3 小结与建议

本研究运用DEA-BCC模型对长江经济带各省（市）2010—2019年粮食生产效率进行了测算。结果表明，长江经济带整体粮食生产综合技术效率均值为0.852，说明长江经济带2010—2019年粮食生产未达到完全有效。从发展趋势来看，该经济带整体发展较为平稳，但效率值较低，均未超过0.9，最大仅为0.876，说明长江经济带整体粮食生产还存在较大优化空间。从各区域来看，中游地区粮食生产效率最高，下游次之，上游最低。各省（市）中，仅有上海市各年粮食生产完全有效，江苏省粮食生产完全有效率为70%，江西省为30%，其余各省（市）均未达到完全有效，其中最低的云南省粮食生产效率均值仅0.586，小于0.6，说明云南省粮食生产存在很大的优化空间。基于上述结论，提出以下政策建议。

1）优化要素投入结构，提高粮食生产效率。从上述结论可以看出，长江经济带各省（市）粮食生产存在较大差异，上海市粮食生产完全有效，而云南省综合效率却只有0.586。因此，长江经济带各省（市）应当根据实际情况，着力优化要素投入结构，提高粮食生产效率。首先要保障粮食播种面积，提高土地利用率；其次要发展新型耕种模式，提高粮食产能；最后要减少冗余要素投入，降低粮食生产成本。

2）推动区域交流合作，促进区域融合发展。长江经济带连接中国东、中、西部，对于区域经济发展有着极为重要的作用。因此，各省（市）应当积极利用这一优势，促进各省（市）之间粮食生产的交流与合作，促进区域协调发展。要充分了解自身的优缺点，借鉴其他优势地区的成果和经验，制定相应生产策略。

3）加大科技投入，促进粮食高质量发展。科技是第一生产力，也是促进粮食生产的重要动力。要积极发展新型耕种模式，改变过去粗放式生产模式，逐步实现集约化、规模化生产。加大对粮食生产科技的投入，立足各地区的实际条件，着力开展适应本地区发展模式的科研，促进粮食高质量发展。