河北省县域蔬菜生产效率及时空差异分析

马如霞，刘 娇，勾 倩，王 彪，陈新政，陶佩君，崔永福

(河北农业大学，河北 保定 071000)

蔬菜产业是实现农民增收并促进城乡居民就业的富民产业。河北省蔬菜产业近年发展迅速，总产量稳居全国第二。在京津冀协同战略、农业供给侧结构性改革的背景下，河北省蔬菜产业转型升级、蔬菜产品高效供给成为重要研究方向。

国内关于蔬菜生产效率、时空差异方面已有部分学者开展研究。王斌等运用DEA-BBC模型对山东省12种蔬菜的投入产出进行有效性分析，发现8种蔬菜未达到DEA有效，引起无效的主要原因是规模效率低，并利用投影分析评估了无效蔬菜各要素的径向调整、松弛调整[1]。王变变等利用DEA模型对2017年甘肃省和其它省市设施蔬菜的技术效率进行计算，重点分析了甘肃设施蔬菜生产效率情况[2]。孙明艳等利用DEA模型对2011—2015年黑龙江省蔬菜产业投入产出面板数据进行分析，发现黑龙江省蔬菜生产全要素生产率普遍不高，其中新技术的开发应用是主要影响因素[3]。王欢等运用DEA、超效率DEA和逐步判别聚类法对中国25省(市)露地茄子生产效率进行分析，发现规模的不适度是制约中国大多数地区蔬菜发展的主要因素[4]。于丽艳等基于2000—2016年中国蔬菜生产数据，系统分析了中国蔬菜生产的区域变迁，分析比较优势对蔬菜生产布局的影响[5]。吴建寨等探讨了1995—2013年中国区域蔬菜生产优势空间变动的因素[6]。李艳梅等分析了2000—2012年京津冀地区蔬菜生产格局的时空分异特征，发现京津冀地区蔬菜种植面积呈现“上升-下降-上升”的变化趋势[7]。于丽艳等基于2000—2016年蔬菜生产数据，从区域视角总结我国蔬菜生产布局的时空变迁[8]。朱大威等利用GIS和层次分析法，对江苏省蔬菜种植土地适宜性进行全局、局部空间自相关分析[9]。纪龙等利用修正的Gini系数和Moran指数，对中国蔬菜生产空间分布特征进行分析，同时分析空间分布对蔬菜价格影响的作用机理[10]。

上述研究存在以下不足：(1)蔬菜生产的研究以省域尺度为多，县域尺度研究较为缺乏。(2)蔬菜产业绿色全要素分析较少。农业生产活动所产生的碳排放日益增加，研究绿色全要素生产率对蔬菜产业转型升级具有促进作用。(3)空间分析以区域变迁、分布变化为多，忽视地区间的空间溢出效应。综上，蔬菜产业作为河北省支柱产业，研究其全要素生产率、绿色全要素生产率、空间全局自相关、空间局部自相关具有现实意义。

一、研究方法与研究数据

(一) 研究方法

Dt(xt,yt,bt)=inf{θ:(xt,yt,bt/θ)∈It,θ≥0}=[sup{θ:(xt,yt,bt)∈It,θ≥0}]-1

(1)

(2)

公式(1)可以改写为：

M(xt+1,yt+1,xt,yt)

(3)

TC表示技术进步指数，测度生产前沿面从t时期到t+1时期移动。如果TC指数值大于(小于)1，表明从t期到t+1期出现了技术进步(技术衰退)；如果TC指数值等于1，则表明从t期到t+1期没有技术进步。相同地，EC指数值与TFP值亦是如此。

在非径向非角度的SBM方向性距离函数和GML生产率指数基础下，构建蔬菜GTFP指数为：

(4)

(5)

(6)

(7)

2.空间自相关分析。(1)全局空间自相关分析。主要用于探究某个属性值在整个区域上的空间分布模式，进而分析属性是否存在聚集特性。用公式表示为：

Global Moran's I 指数I∈[-1, 1], 1表明正空间自相关性极强，-1表明负空间自相关性极强。当I>0时空间为正相关表现为聚集特性；当I<0时蔬菜全要素生产率存在空间负相关性，表现为离散特性；I=0时，表明蔬菜全要素生产率趋于随机分布状态。

(2)局部空间自相关分析。全局空间自相关反映研究区域中相似属性的平均聚集程度，难以探究局域空间关联效应。因此需要引入Getis-OrdvG指数衡量蔬菜全要素生产率的局部空间分布，来弥补全局指标在分析中的不足。局部Getis-OrdG指数计算公式为：

(9)

(二)研究数据及指标选取

1.样本数据。本文研究的县域投入、产出指标数据均来自2007—2018年 《河北农村统计年鉴》。为分析河北省蔬菜生产率在特定时期内变化规律，本文把研究时间划分为4个阶段，分别为：2007—2010年、2011—2013年、2014—2016年、2017—2018年。

便于清晰展现河北省不同类型区蔬菜全要素生产率间的差异，根据《河北省“十三五”设施蔬菜发展规划》[11]以及前人研究过程中的分区标准，把141个决策单元划分为6个地区：环京津地区、张承错季蔬菜产区、冀东地区、冀中地区、冀南地区、沧衡地区。

2.指标选取。

(1)投入变量：本文选取土地、化肥、农药、农膜、有效灌溉面积、机械总动力、劳动力7个投入指标。其中，土地指标为蔬菜种植面积，以公顷为单位。鉴于2007—2018《河北农村统计年鉴》中没有直接蔬菜产业各投入指标数据，利用蔬菜播种面积与农作物播种面积之比对以上6个指标(不含土地指标)进行剥离。由此，化肥指标为每年农业化肥施用量(折纯量)乘以蔬菜播种面积与农作物播种面积之比，单位为吨；农药指标为农药使用量乘以比值，单位为吨；农膜指标为农膜使用量乘以比值,单位为吨；有效灌溉面积指标为每年实际有效灌溉面积乘以比值,单位为公顷;机械总动力指标为每年农用机械总动力乘比值，单位为千瓦；《河北农村统计年鉴》中未直接给出蔬菜产业从业人员数据，本文利用农业总产值与农林牧副渔业总产值之比乘以上述比值得出，单位为人。

(2)产出变量：包括期望产出和非期望产出。期望产出变量为2007—2018年蔬菜总产量，单位为吨。非期望产出用农业碳排放量衡量，单位为吨。农业碳排放源具有多样化、复杂性，参照前人研究，主要测算化肥、农药、农膜、农业灌溉和农业耕作 5 类直接产生的碳排放。构建农业碳排放总量计算公式为：

E=∑Ei=∑Ti×δi

(10)

其中E为农业生产碳排放总量，Ei为第i种碳源碳排放量，Ti为第i种碳源投入量，δi为第i种碳源碳排放系数。碳排放系数如下：化肥为0.895 6千克/千克，农药为4.934 1千克/千克，农膜5.180 0千克/千克，农业灌溉为266.480 0千克/公顷，农业耕作为312.600 0千克/公顷。为便于分析，CO2和N2O统一换算为标准碳。

二、研究结果与分析

(一)县域全要素增长率变化分析

由表1可知， 2007—2018年河北省县域蔬菜全要素生产率年均增长1.65%，技术进步年均增长2.03%，技术效率年均增长-0.39%。河北省蔬菜绿色全要素生产率、绿色技术进步和绿色技术效率年均分别增长0.16%、0.48%和-0.72%。从2007年到2018年，测算的141个县中，除了冀中、冀南地区绿色全要素生产率是负增长，其它分区均实现正增长。环京津地区和冀中地区蔬菜全要素生产率是负增长，其他分区为正增长。

表1 2007—2018年河北省县域分地区蔬菜绿色、非绿全要素生产率增长指数与分解

将2007—2018年分为4个时期，对于绿色全要素生产率增长率来说，环京津地区呈现“U”字形,即先降后升，其余地区呈现出倒“N”字形，即先降后升再降。而全要素生产率增长率各个地区呈现的波动方式呈倒“N”字形，即先降后升再降。

从构成上看，在2007—2018年，绝大多数县呈现出农业技术进步和技术效率上升与下降并存局面。全省绿色技术效率均呈下降趋势，冀南地区技术效率下降最多，年均下降1.52%。冀东地区农业技术进步上升最快，年均上升2.71%，冀中地区技术进步下降较为显著，年均下降4.81%。全要素生产率增长率，技术效率方面除冀南地区呈现正增长以外，其余地区呈现出负增长趋势，最低为环京津地区-1.49%，而对于技术进步来说，张承地区技术进步最快为4.31%，环京津地区进步下降达1.02%。

(二)县域蔬菜偏向性技术进步分析

由表2可知，河北省蔬菜县域绿色投入偏向型技术进步指数为13.69%，蔬菜投入偏向性技术进步指数为21.15%，且绝大多数地区蔬菜投入偏向性技术进步指数均大于1，表明投入偏向性技术进步促进了该地区蔬菜全要素生产率增长。整体来看， 全省投入偏向型技术进步指数呈稳步提升态势。

表2 2007—2018年河北省县域分地区蔬菜绿色、非绿偏向性技术进步和中性技术进步指数及分解

将2007—2018年12年时间划分为4个阶段，141个县域投入偏向型技术进步指数变化较为一致，并呈现逐年增长趋势，表明蔬菜投入偏向性技术进步对于蔬菜全要素生产率增长具有稳定促进作用。河北省各县绿色中性蔬菜技术进步指数为-12.02%、非绿指数为-15.85%，表明河北省各县中性技术进步水平较低，且呈现逐年倒退趋势。总体来看， 全省中技术进步指数随着时间逐年下降，并在2017—2018年大幅跌落。

(三)县域空间相关特征

从绿色高MI值分布看(图1)，2007年至2010年主要分布在沧州，张家口，承德环京津地区。2011—2013年仍主要分布在环京津地区。2014—2016年主要分布在冀东和冀西地区。2017—2018年高MI区开始向冀中地区聚集。由绿色低MI值分布看，四个时期的低MI值都分布在燕山与太行山山脉地区。

图1 2007—2018年河北省蔬菜县域绿色全要素生产率增长指数空间分布

河北省蔬菜全要素生产率增长呈现出明显空间集聚效应(图2)。其中张承错季蔬菜产区、沧衡地区相对比较稳定，处于高MI区。

图2 2007—2018年河北省蔬菜县域全要素生产率增长指数空间分布

(四)县域蔬菜全局空间相关性分析

Global Moran's I值不为零代表存在空间效应，正值表明存在空间溢出效应，负值即存在空间竞争效应。利用Geoda软件对河北省县域蔬菜全要素生产率、绿色全要素生产率进行空间分析，表明各县均存在空间相关性。全要素生产率除2011—2013年Global Moran's I指数值为负值外，其余年份均保持正值。而绿色全要素生产率2011—2016年为负值，表现为空间负相关。

河北省蔬菜技术利用率存在空间相关性。2011—2016年Global Moran's I指数值为负值，表现为空间负相关，其余年份为正值。绿色技术利用率只在2007—2010年为正值。技术进步均表现为空间正相关，存在空间溢出效应。绿色技术进步在2011—2016年呈负值，为空间负相关。

河北省蔬菜投入偏向型技术进步Global Moran's I值只在2014—2016年为负值。绿色投入偏向型技术进步在2011—2016年为负值，其余年份为正值。中性技术进步仅在2014—2016年为负值，为空间负相关，其余年份都为正值，为空间正相关。绿色中性技术进步在2007—2016年为正值，为空间正相关，且地区间的相关性有减弱趋势。

(五)县域蔬菜局部空间相关性分析

为分析河北省县域蔬菜生产效率局部差异特征，对4个时间段的河北省各县绿色、非绿色全要素增长率、技术效率增长率、技术进步增长率、投入偏向型技术进步指数以及中性技术进步指数、局域Moran's I指数进行计算。

局部关系分为5种类型：以全要素增长率为例，第一种类型为高高型(H-H，以下各类型均为图例中英文首字母)，表示增长率高的县被紧邻其它增长率高的县包围；第二种类型为低低型(L-L)，表示增长率低的县被紧邻的增长率低的县包围；第三种类型为低高型(L-H)，表示增长率低的县被紧邻的其它增长率高的县包围；第四种类型为高低型(H-L)，表示增长率高的县被紧邻的增长率低的县包围；第五种类型为不相关，即本县增长率与周围县域并不相关。其中，高高型和低低型表示区域发展差异较小，呈正相关；高低型和低高型则表示区域发展差异较大。

如图3、4所示，绿色全要素生产率增长指数和全要素增长指数局部关系图显示大部分县域局部空间关系不显著，2007—2010年低高型县域数量较多集中在冀东。2011—2013年高高型区域较多。2017—2018年高高、高低型县域数量较多，尤其高高型在武强县、武邑县等县域出现正集聚。值得注意的是黄骅市、海兴县、盐山县在2014—2018年由高低型转为了低低型，说明这3个县域蔬菜产业全要素生产率出现了下降。

图3 2007—2018年蔬菜绿色全要素生产率增长指数局部莫兰指数空间分布

图4 2007—2018年蔬菜非绿色全要素生产率增长指数局部莫兰指数空间分布

2007—2010年隆尧县、任县、南和县、平乡县是高高类型区域相邻。2014—2016年与绿色全要素Moran's I指数局部关系图趋势相同，存在空间聚集现象的县域由冀东向冀北呈现出正的集聚向负的集聚发展态势。2017—2018年，低高型、高低型县域数量较多，表明县域蔬菜产业发展差异较大。

如图5、6所示，技术利用效率增长指数Moran's I分析显示大部分县域局部空间关系不显著，2007—2010年存在空间负相关县域较多，大多集中在冀北地区。2011—2013年这些县域中除宽城满族自治县转变为高高型集聚区域外，其它都显示空间不显著特征。黄骅市在2007—2018年技术利用效率增长率呈现出由高高型向低低型的转变，表明技术效率利用逐步下降。

图5 2007—2018年绿色技术效率增长率局部莫兰指数空间分布

图6 2007—2018年技术效率增长率局部莫兰指数空间分布

2007—2010年技术利用效率增长率同绿色技术效率增长率大致相同，但冀南地区的隆尧县、任县、南和县技术利用效率呈现出正的集聚而周围一些县域呈现出低高类型，这与2007—2010年全要素增长率的局部分析结果相一致，技术效率很可能是这些县域蔬菜全要素生产率的主导因素。

如图7、8所示，技术进步增长指数Moran's I分析显示2007—2010年康保县、尚义县和张北县呈现出了正的空间集聚特征，与大力发展坝上冷凉蔬菜政策有关，蔬菜产业发展促进了技术进步。涞源县、曲阳县、唐县则呈现出负的空间集聚特征，2011—2013年成为低高类型区，说明技术进步得到提升。2017—2018年，存在空间正相关的县域较多，有两个聚集区，其一是平泉县、宽城满族自治县的冀东地区，另一个是武强县、武邑县等附近县域。2007—2010年技术进步增长率显示存在空间正相关的县域大多集中在冀北地区，2014—2016年冀中地区的易县、定兴县等县域出现了局部空间低低类型集聚。

图7 2007—2018年绿色技术进步增长率局部莫兰指数空间分布

图8 2007—2018年技术进步增长率局部莫兰指数空间分布

如图9、10所示，河北省县域蔬菜绿色、非绿偏向性技术进步的Moran's I局部相关分析显示，2007—2010年存在绿色偏向性技术进步空间负相关的县域同样大多出现在冀北地区，黄骅市、海兴县、盐山县在2011—2018年由高低类型区发展为低低类型区，表明技术进步偏向逐步减弱。2007—2010年偏向性技术进步指数存在负相关的县域数量较多，而2017—2018存在正相关的县域数量较多。

图9 2007—2018年绿色投入偏向型技术进步局部莫兰指数空间分布

图10 2007—2018年投入偏向型技术进步局部莫兰指数空间分布

如图11、12所示，河北省县域蔬菜绿色、非绿中性技术进步的Moran's I局部相关分析显示，考虑环境因素情况下，在2007—2010年存在空间正相关的县域大多出现在冀北地区，太行山区附近一些县域呈现高低类型和低低类型交替出现现象。在2011—2013年黄骅市、盐山县、沧县、河间市出现了空间负的集聚现象，表明这些县域的中性技术进步低于周围县域，而2014—2018年又表现为低高集聚。

图11 2007—2018年绿色中性技术进步局部莫兰指数空间分布图

图12 2007—2018年非绿色中性技术进步局部莫兰指数空间分布图

不考虑环境因素情况下，2007—2010年张家口坝上几个县域出现了成片高高集聚现象，表明此区域中性技术进步增长率幅度很大，同样可能是受到发展坝上冷凉蔬菜政策的影响。在2017—2018年存在空间负相关的区域较多，其中张家口坝下地区县域出现低低类型集聚。

三、结论与对策建议

(一)结论

1.从时序分析结果来看，2007—2018年河北省县域蔬菜绿色和非绿全要素生产率呈现年均增长趋势，主要依靠技术进步驱动，技术利用效率为负值。绿色和非绿投入偏向型技术进步较为明显，各县中性技术进步水平较低，且呈现逐年倒退趋势。

2.从空间特征分析结果来看，河北省县域蔬菜绿色全要素生产率增长存在地区间不平衡现象，四分位专题图划分结果相对分散，并在2017—2018年高MI区开始向冀中地区聚集。

3.河北省各县绿色和非绿全要素生产率、技术进步、技术效率、偏向性技术进步和中性技术进步增长率全局相关分析均不等于0，表明各县增长存在空间相关性。

4.局部空间相关分析表明，河北省县域绿色、非绿全要素生产率增长空间聚集效应均呈现出空间集聚效应， HH(高高)、LL(低低)、LH(低高)、HL(高低)等类型均有分布。

(二)对策建议

根据上述分析结果，提出提升河北省县域蔬菜全要素生产率与绿色全要素生产率的对策建议。

1. 开展蔬菜生产技术的集中研发。针对不同蔬菜类型区，进行蔬菜育种、配套栽培措施、加工、贮藏等全产业链技术的研发，提升蔬菜生产的技术进步程度，为河北省蔬菜全要素生产率和绿色全要素生产率的提升提供技术进步支撑。

2.借助新型农业经营主体推动蔬菜生产技术的推广。新型农业经营主体在推动蔬菜提质增效、进行蔬菜生产技术的快速传播方面起到了积极的作用，借助于新型农业经营主体，对农民进行定期培训，进一步推动现有蔬菜生产技术的熟化，带动一般种植户蔬菜生产效率的提升，实现规模效应，为河北省蔬菜全要素生产率和绿色全要素生产率的提升提供技术效率支撑。

3.依据县域资源禀赋探索具有地域特色的蔬菜产业化道路。不同县域蔬菜生产自然禀赋与社会禀赋差异较大，在蔬菜生产技术研发和技术推广过程中，要充分考虑这种禀赋差异，分别采取偏向性技术进步和中性技术进步来促进当地蔬菜产业的特色化发展。